Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Изучение и создание исходного материала для использования в селекции пивоваренного ячменя в условиях Ростовской области

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Изучение и создание исходного материала для использования в селекции пивоваренного ячменя в условиях Ростовской области"

На правах рукописи

ДОНЦОВ ДМИТРИИ ПЕТРОВИЧ

ИЗУЧЕНИЕ И СОЗДАНИЕ ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В СЕЛЕКЦИИ ПИВОВАРЕННОГО ЯЧМЕНЯ В УСЛОВИЯХ РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ

06.01.05-селекция и семеноводство

сельскохозяйственных растений

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

1 7 МАЙ 2012

005044252

п. Рассвет-2012

005044252

Работа выполнена в Государственном научном учреждении Всероссийский научно-исследовательский институт зерновых культур имени И.Г. Калиненко Россельхозакадемии

Научный руководитель - кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Филиппов Евгений Григорьевич

Официальные оппоненты:

Кудряшов Игорь Николаевич - доктор сельскохозяйственных наук, ГНУ Краснодарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства им.П.ПЛукьяненко Россельхозакадемии, отдел селекции и семеноводства пшеницы и тритикале, заместитель заведующего отделом

Картамышева Елена Владимировна - кандидат сельскохозяйственных наук, ГНУ Донская опытная станция им.Л.А.Жданова ГНУ ВНИИМК им.В.С Пустовойта Россельхозакадемии, лаборатория селекции клещевины и мелкосемянных масличных культур, заведующая лабораторией

Ведущая организация - ФГБОУ ВПО Донской государственный аграрный университет МСХ РФ

" Защита диссертации состоится 30 мая 2012 г. в 1500 часов на заседании диссертационного совета ДМ 006.066.01 при Донском зональном научно-исследовательском институте сельского хозяйства Россельхозакадемии по адресу: 346735, Ростовская обл., Аксайский район, п. Рассвет, ул. Институтская, 1. Тел. (86350) 37-3-89,/факс (86350) 37-1-75.

С диссертацией и авторефератом можно ознакомиться в библиотеке ГНУ Донской зональный НИИСХ Россельхозакадемии, с авторефератом - на сайтах www.vak.ed.gov.ru и www.dzni.ru.

Автореферат разослан«^ апреля 2012 г.

Ученый секретарь объединенного диссертационного совета, доктор сельскохозяйственных наук Титаренко A.B.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Ячмень - это универсальная сельскохозяйственная культура, как по ареалу распространения, так и по разностороннему использованию. В Ростовской области, по данным Министерства сельского хозяйства и продовольствия, уборочная площадь ячменя ярового в 2011 году составила 389 тыс.га, ячменя озимого - 44,3 тыс.га. Увеличение производства зерна ячменя и повышение его качественных показателей - главная задача сельхозтоваропроизводителей. Выведение и внедрение новых сортов является наиболее эффективным способом повышения урожайности, а вклад нового сорта может составлять от 30 до 70% (Жученко А.А., 2004).

Ростовская область располагает большими резервами для обеспечения нужд пивоваренной промышленности местным ячменным сырьем, однако усиление аридности климата в последние годы и использование старых сортов во многом затруднили решение этой задачи. В связи с этим особое значение в настоящее время приобретает вопрос создания новых адаптированных к проявлению засухи сортов ячменя пивоваренного направления. В успешном решении задач, стоящих перед селекционерами, важная роль принадлежит научно-обоснованному подбору исходного материала. Поэтому изучение коллекции двурядных и многорядных сортов и образцов ячменя в условиях усиления аридности климата позволит выявить наиболее ценные пивоваренные формы и сорта для ведения целенаправленной селекционной работы, что является весьма актуальным и имеет большое теоретическое и практическое значение.

Цель и задачи исследований. На основе комплексного изучения сортов и образцов озимого и ярового ячменя мировой коллекции ВИР и других селекционных учреждений выделить ценный исходный материал для селекции пивоваренного ячменя в условиях Ростовской области.

В соответствии с целью исследования были поставлены следующие задачи:

- изучить по основным хозяйственно-ценным признакам сортообразцы из мирового генофонда ВБИИР им. Н.И. Вавилова, местной и инорайонной селекции;

- выделить источники хозяйственно-ценных признаков, перспективные для практической селекции на пивоваренные качества;

- создать коллекцию пивоваренных ячменей, соответствующую ГОСТ 5060-86;

- установить сопряженность урожайности с основными элементами продуктивности и качественными показателями зерна;

- провести экономический и биоэнергетический анализ выращивания созданного нового пивоваренного сорта ячменя озимого Рандеву.

Научная новизна. Впервые в условиях Ростовской области проведено комплексное изучение мирового генофонда ячменя озимого и ярового по основным пивоваренным показателям. Создана коллекция пивоваренных

ячменей. Выделены пивоваренные сорта ячменя озимого и ярового, адаптированные к местным условиям. Выявлена взаимосвязь между урожайностью, элементами продуктивности и пивоваренными качествами зерна ячменя.

Практическая значимость. Выделены источники с высокими пивоваренными показателями, адаптированные к проявлению засухи. Создан новый ценный исходный материал для селекции озимого и ярового ячменя пивоваренного направления для условий Ростовской области. Выведен и передан для изучения в Государственную комиссию по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур РФ зимостойкий двурядный скороспелый пивоваренный сорт ячменя озимого Рандеву (заявка № 58034 / 8854452 с датой приоритета 06.12.2011, доля авторства 5%). Результаты диссертационного исследования на тему «Выявление источников хозяйственно-ценных признаков при селекции ярового ячменя на пивоваренные качества в условиях Ростовской области» внедрены в научную и проектную деятельность Научно-внедренческого центра Международного исследовательского института, Москва, 2011г.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были доложены и обсуждены на заседаниях ученого совета ВНИИЗК (20082011 гг.), конференции ВОГиС (г. Ростов-на-Дону, 2009, 2010, 2011 гг.), научно-практической конференции «Инновационные технологии в растениеводстве» (г. Зерноград, АЧГАА, 2011 г.), II Международной научно-практической конференции «Экономика и технологии: инновации и модернизация» (г. Чехов, Московская обл., 2011 г.). По материалам диссертации опубликовано 5 печатных работ, в том числе 1 в издании, рекомендованном ВАК РФ.

Структура работы. Диссертационная работа изложена на 162 страницах текста в компьютерном изложении, включает 18 таблиц, 36 рисунков и 17 приложений, работа состоит из введения, 4 глав, основных выводов и предложений для производства и селекционной практики, списка литературы, включающего 171 наименования, в том числе 28 иностранных авторов. Работа выполнена в соответствии с Государственным заданием 04.04.01.01 «Создать признаковые и генетические коллекции новых доноров, источников озимого и ярового ячменя для целенаправленного использования их в практической селекции» и 04.05.04.03 «Создать исходный материал ярового ячменя с высокими пивоваренным и солодовенным качеством для зон с недостаточным и неустойчивым увлажнением».

Основные положения диссертации, выносимые иа защиту:

- результаты оценки коллекционных образцов ячменя по основным хозяйственно-биологическим признакам и технологическим качествам зерна;

- анализ корреляционных взаимосвязей между урожайностью, хозяйственно-ценными и пивоваренными показателями;

- оценка выделившихся коллекционных образцов с высокими пивоваренными показателями и нового сорта Рандеву.

2. УСЛОВИЯ, МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проводились с 2007 по 2011 год в лаборатории селекции и семеноводства ячменя Всероссийского научно-исследовательского института зерновых культур имени И.Г. Калиненко Россельхозакадемии (г. Зерноград) на опытных полях, расположенных в южной зоне Ростовской области.

Почва опытного участка — чернозем обыкновенный (предкавказский, карбонатный) глинистый, малогумусный. Климат зоны проведения исследований характеризуется засушливым жарким летом и умеренно мягкой зимой. Сумма температур за период активной вегетации -3400-3600°С. По данным метеостанции «Зерноград» среднемноголетнее количество осадков за сельскохозяйственный год составляет 582,4 мм. За годы проведения исследований (2007-2011) в среднем количество осадков составило 525,6. Причем в отдельные годы, такие как 2007, отмечено 394,1 мм, что составило 67,7% от средней многолетней. За период активной вегетации (март-июнь) ячменя в среднем выпадало 184,0 мм или 72,7% к средней многолетней. Среднесуточная годовая температура воздуха за период исследований составила 11,3°С (+1,7°С к средней многолетней). Среднесуточная температура воздуха за период активной вегетации - 13,5°С (+1,1°С к средней многолетней), а в отдельные годы (2007, 2008, 2010) превышение доходило до 1,7°С. За период активной вегетации в среднем (2007-2011) отмечено 36 дней с суховейными явлениями (относительная влажность воздуха менее 30%), в 2007 году - 50 дней, в 2008 году - 44 дня. Таким образом отмечено усиление засушливости климата последних лет и частоты проявления засух в условиях южной зоны Ростовской области.

В изучении находилось 240 сортов отечественной и зарубежной селекции ячменя ярового и 88 - озимого.

Коллекционные образцы высевались по предшественнику горох (для ячменя озимого) и подсолнечник (для ячменя ярового). Посев проводили сеялкой ССФК-7. Учетная площадь делянки - 10 м2, норма высева - 450 всхожих зерен на 1 м2. Стандарт (ячмень яровой - Приазовский 9, ячмень озимый — Мастер) высевали через каждые 20 номеров. Наблюдения, учеты и анализы проводили согласно методики Государственного испытания сельскохозяйственных культур РФ (1971, 1985). Учет урожая проводили путем взвешивания после уборки комбайном «Хеге 125» каждой делянки отдельно с последующим перерасчетом на 14% влажность и 100% чистоту.

Математическую обработку экспериментального материала осуществляли с помощью дисперсионного метода (Доспехов Б.А., 1985) с использованием ЭВМ, Statistica 6, Excel.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Успехи в создании новых сортов возможны только при наличии и широком использовании генетически разнообразного исходного материала, правильный подбор которого в большой степени определяет достоинства и недостатки будущих сортов (Вавилов Н.И., 1935; Складал В. И др.. 1961; Калиненко И.Г., 1995; Глуховцев В.В., 2001).

ЗЛ Продолжительность вегетационного периода

Продолжительность вегетационного периода является важным адаптационным признаком сорта и оказывает определяющее влияние на урожайность и качество зерна пивоваренного ячменя.

В среднем за годы исследований наибольшее число образцов ячменя ярового (29%) имело продолжительность вегетационного периода 80-82 дня, максимальную (88-90 дней) - 2%, минимальную продолжительность

Рис. 1 - Распределение сортов ячменя ярового по признаку «продолжительность вегетационного периода» (2007-2011 гг.)

Среди пивоваренных сортов нет скороспелых, так как для них характерен медленный темп начального роста и развития растений и удлинение вегетации приводит к получению зерна с меньшим содержанием

белка (Басистов A.A., 1968). Поэтому лучшие пивоваренные сорта отечественной и зарубежной селекции входили в группу среднеспелых (78-82 дня): Приазовский 9, Эльф, Суздалец, Биос 1, Hyp, Рахат, Раушан, Гонар, Одесский 115, Turingia, Scarlett, Barke (табл. 1).

Таблица 1. Продолжительность вегетационного периода сортов

коллекционного питомника ячменя ярового, дни

Название сорта Годы исследований Среднее

2007 2008 2009 2010 2011

Приазовский 9, St 80 82 82 84 80 82

Суздалец 75 79 78 78 78 78

Биос 1 79 80 80 81 79 80

Рахат 76 80 79 78 78 78

Гонар 78 81 80 82 79 80

Одесский 115 81 81 82 83 83 82

Turingia 80 81 81 84 82 82

Scarlett 81 82 83 83 81 82

НСРо5 0,9 0,9 1,5 1,6 1,2

Ячмень озимый имеет неоспоримые преимущества по скороспелости и урожайности в сравнении с яровым. В среднем за годы исследований сорта с содержанием белка менее 12 % имели длину периода вегетации 273-276 дней. Лучшие из них представлены в таблице 2.

Таблица 2. Продолжительность вегетационного периода сортов

коллекционного питомника ячменя озимого, дни

Название сорта Годы исследований Среднее

2007 2008 2009 2010 2011

Мастер, St 284 271 285 271 256 273

Тимофей 285 274 287 274 258 276

Михайло 285 274 286 274 257 275

Кондрат 286 273 287 267 260 275

Esterel 285 275 284 273 256 275

Mascara 285 279 285 272 256 275

Nectaria 286 275 284 272 256 275

Opal 284 273 285 273 258 275

НСР05 1,0 1,2 1,5 0,9 0,8

3.2 Устойчивость к полеганию

Для пивоваренного ячменя высокая устойчивость к полеганию является важным признаком, так как полегание не только снижает урожайность, но и ухудшает пивоваренные качества зерна.

За период исследований 18 % сортов ячменя ярового имели высокую (более 8 баллов) устойчивость к полеганию (рис. 2). Лучшие показатели устойчивости к полеганию отмечены у сортов ячменя ярового: Зерноградский 895, Линия 6823, 666-3/Максим-1, Омский 95, Эльф, Харьковский 99.

3 Л 6 Є 7 8 Э

Устойчивость к полеганию, ..>,11111

Рис. 2 - Распределение образцов ячменя ярового по признаку «устойчивость к полеганию» (2007-2011 гг.)

У ячменя озимого наиболее устойчивыми к полеганию в среднем за 2007-2011 годы были 15 % сортообразцов (рис. 3).

30 і

22 R

ю

5 . . SI ,

а і

3 4 5 6 7 8 9

Устойчивость к полеганию, балл

Рис. 3 - Распределение образцов ячменя озимого по признаку «устойчивость к полеганию» (2007-2011 гг.)

По устойчивости к полеганию выделились сорта ячменя озимого: Рандеву, Тимофей, Ерёма, Alianta, Mascara, Платон, Золак. Выше названные

сорта ячменя имеют устойчивую прочную соломину и за годы исследований практически не полегали.

33 Количество продуктивных стеблей на единицу площади

Этот показатель непосредственно связан с пивоваренными качествами. Сорта степного экотипа имеют крупное зерно, но плохо кустятся, а сорта западного экотипа формируют большое количество продуктивных стеблей, но отличаются мелким колосом.

Значения этого показателя у ячменя ярового колебались от 263 (Petunia 1/Yali 92) до 823 шт./м2 (Тандем). 83% сортов ярового ячменя формировали от 500 до 700 колосьев на 1 м2. Наибольшие значения (более 650 шт./м2) были выявлены у 18% сортов.

У ячменя озимого варьирование значений количества продуктивных стеблей на единицу площади находилось в пределах от 234 (VA OlH-125) до 607 шт./м2 (NB03439). Сорта, представленные в таблице 3, формировали максимальное количество колосьев на 1 м2 как в благоприятные (2009, 2010), так и неблагоприятные по условиям выращивания ячменя годы (2007, 2008, 2011).

Таблица 3. Сорта ячменя, выделившиеся по признаку «количество продуктивных стеблей на единицу площади»__

Сорт Количество продуктивных стеблей на единицу площади, шт./м2, по годам Среднее, шт./м2

2007 2008 2009 2010 2011

Ячмень яровой

Приазовский 9, St 620 624 634 460 524 572

Тонус 813 825 854 654 687 767

Зерноградский 1303 829 834 860 648 652 765

Стимул 788 800 814 621 638 732

Тандем 885 887 874 789 795 846

Челябинский 70 805 812 825 657 701 760

Одесский 115 802 827 860 648 650 757

НСР05 38 36 44 41 41

Ячмень озимый

Мастер, St 356 370 477 433 450 417

Параллелум 1775 600 601 747 455 502 581

Дар-5 374 383 715 549 581 520

96М11-1 485 475 685 580 612 567

NB03439 501 529 685 607 625 589

NE98919 450 466 742 604 649 582

HCPoj 18 23 17 21 19

3.4 Количество зерен в колосе

Озерненность колоса является одним из важнейших элементов продуктивности растений и представляет значительный интерес для селекции.

В наших условиях сорта ячменя озимого и ярового обладали различной степенью озерненности. Из 240 изученных сортов ячменя ярового 4,6 % (11 шт.) являлись шестирядными. Среди них максимальное значение изучаемого признака было у сорта М 9878/Cardo (53,5 шт.). Наибольшие значения данного признака у двурядного ячменя (более 27 зерен) были выявлены у сортов Select - 30 шт. и Линия-6823 - 29,6 шт. (табл. 4).

Таблица 4. Сорта ячменя ярового, выделившиеся по признаку «количество зерен в колосе»___

Количество зерен в колосе, Среднее,

Сорт шт , по годам шт.

2007 2008 2009 2010 2011

Приазовский 9, St 16,5 17,7 21,3 21,4 21,5 20,0

Линия-6823 20,1 35,8 23,3 29,6 30,0 27,8

Зерноградский 1272 19,8 21,9 24,2 24,6 24,7 23,0

Дуплет 23,0 23,7 24,5 24,3 24,4 24,0

Омский 88 20,0 22,6 23,5 24,6 24,9 23,1

Select 28,5 29,5 30,5 30,0 30,4 30,0

Birka 21,1 23,2 24,2 24,2 24,8 23,5

Patty 21,8 22,0 24,0 23,0 23,4 22,8

НСР05 1,1 1,0 0,9 1,1 1,0

Таблица 5. Сорта ячменя озимого, выделившиеся по признаку «количество зерен в колосе» __

Сорт Количество зерен в колосе, шт., по годам Среднее, шт.

2007 2008 2009 2010 2011

Мастер, St 48,6 49,5 48,3 49,6 49,7 49,1

Параллелум 934 53,1 53,5 49,6 52,8 52,5 52,3

Вавилон 56,5 56,7 55,9 50,0 52,4 54,3

Бастион/268-1-1 57,3 57,3 50,6 51,1 53,0 53,9

Утес-4 51,8 52,3 52,4 52,4 51,8 52,1

Золак 54,0 54,3 52,7 54,5 53,8 53,9

Зимовый 52,8 53,6 50,8 52,2 52,0 52,3

NE98919 52,7 53,0 57,7 55,4 54,2 54,6

НСР05 3,0 2,5 1,1 1,3 1,9

Анализ распределения сортов озимого ячменя по признаку «озерненность колоса» показал, что чаще всего (57%) встречались

шестирядные сорта с числом зерен в колосе 48-52 шт. Наибольшие значения изучаемого признака были у сортов Параллелум 934 - 52,0 шт., Вавилон, Бастион / 268-1-1 и Утес-4 - 52,1, 52,2 и 52,4 шт. соответственно, Золак - 53,8 шт., Зимовый - 52,2 шт. и NE98919 - 55,4 шт. У двурядных ячменей максимальное количество зерен в колосе сформировал сорт Sonata / 305-44-1 -28,3 шт.

3.5 Масса 1000 зерен

Масса 1000 зерен является одним из важнейших признаков структуры урожая, оказывающим наибольшее влияние, как на продуктивность растения, так и посева в целом. Массу 1000 зерен ГОСТ 5060-86 на пивоваренный ячмень не регламентирует, но для производства солода лучшим считается ячмень, у которого этот показатель варьирует от 42 до 50 г (Калашник Н.В. и др., 2005). Значения этого признака, превышающие стандарт, отмечены у 16,5 % изученных нами сортов ячменя ярового (табл. 6).

Таблица 6. Сорта ячменя ярового, выделившиеся в коллекционном питомнике по признаку «масса 1000 зерен»__

Сорт Масса 1000 зерен, г, по годам Среднее, г

2007 2008 2009 2010 2011

Приазовский 9, St 29,9 32,9 42,6 43,2 42,5 38,2

Зерноградский 933 30,2 33,2 42,8 47,5 46,5 40,0

Зерноградский 1404 35,7 38,7 43,3 51,1 52,3 44,2

Казер 38,5 39,6 42,7 44,2 45,1 42,0

Белгородец 38,8 39,5 43,4 47,2 47,5 43,3

Адапт 34,7 36,7 43,6 44,2 44,9 40,8

3ISBYM -03 30,0 33,1 47,2 46,2 47,2 40,7

623//WI2197/Mazurka 41,8 42,1 45,4 47,0 47,3 44,7

HCPos 0,2 од 0,1 0,3 0,4

По признаку «масса 1000 зерен» выделились образцы Зерноградский 1404,623// WI2197/Mazurka, Белгородец и другие.

У ячменя озимого значения массы 1000 зерен варьировали от 30 до 56 г. Наибольшее число сортов озимого ячменя имело массу 1000 зерен в пределах 40-42 г (34%). Наибольшую ценность представляют сорта, представленные в таблице 7. Это, в основном, сорта местной селекции (Паллидум 1813, Тигр, Нутанс 1851) и Краснодарского НИИСХ.

Таблица 7. Сорта ячменя озимого, выделившиеся в коллекционном питомнике по признаку «масса 1 ООО зерен»__

Сорт Масса 1000 зерен, г, по годам Среднее, г

2007 2008 2009 2010 2011

Мастер, 37,0 40,9 37,6 41,5 41,2 39,6

Паллидум 1813 41,1 42,1 38,5 47,6 47,0 43,3

Тигр 41,0 41,5 38,9 41,8 42,0 41,0

Нутанс 1851 48,9 52,1 50,0 51,8 50,1 50,6

61МЗ//Барвина/30 39,7 41,4 45,5 49,6 49,8 45,2

315/Обзор//334 48,2 48,6 38,0 46,0 45,2 45,2

8опа1а/305-44-1 40,0 41,5 49,4 45,0 45,9 44,4

АИаШа 41,2 41,5 46,3 46,6 46,2 44,4

НСР05 0,8 0,5 0,3 0,2 0,6

3.6 Урожайность лучших сортов ячменя в коллекционном питомнике

Сбор зерна с единицы площади - основной критерий значимости сорта в конкретных условиях (Вельская Г.В., 2007). Среди изучаемых сортов ярового ячменя по урожайности наблюдался широкий размах варьирования -от 1,3 до 5,3т/га, при урожайности стандартного сорта Приазовский 9 - 4,2 т/га. Из 240 исследуемых сортов 40,3% превзошли по урожайности стандарт, 12,1% имели продуктивность на уровне стандарта и 47,6 % имели урожайность ниже сорта Приазовский 9. Более половины изучаемых сортов (56%) имело урожайность от 3,3 до 4,3 т/га (рис. 4).

Рис. 4 - Распределение сортов ячменя ярового по признаку «урожайность»

(2007-2011 гг.)

Максимальную прибавку имели сорта Заветный, Леон, Зерноградский 86, Tabora - +1,0 т/га (табл. 8).

Таблица 8. Урожайность зерна выделившихся сортов ячменя ярового в коллекционном питомнике, т/га_

Сорт Годы исследований Среднее

2007 2008 2009 2010 2011

Приазовский 9, St 3,2 3,6 5,7 4,2 4,1 4,2

Заветный 5,1 5,5 6,3 4,8 4,5 5,2

Леон 4,4 4,6 6,2 5,3 5,6 5,2

Зерноградский 1404 3,9 4,0 6,2 5,3 5,1 4,9

Зерноградский 86 4,6 4,8 5,9 5,3 5,5 5,2

Danuta 4,1 4,4 6,0 4,8 4,6 4,8

Tabora 4,9 4,9 6,0 5,1 5,0 5,2

К-666-3 4,7 4,8 5,9 5,3 5,4 5,0

HCPos 0,5 0,2 0,3 0,3 0,4

Максимальную урожайность (более 7,5 т/га) имело 23% сортов ячменя озимого. Наиболее продуктивными были сорта Тигр, Ерёма, Рандеву селекции ВНИИЗК, а также сорта селекции КНИИСХ, достоверно превысившие стандарт Мастер (табл. 9).

Таблица 9. Урожайность зерна выделившихся сортов ячменя озимого в коллекционном питомнике, т/га_

Сорт Годы исследований Среднее

2007 2008 2009 2010 2011

Мастер, St 6,0 6,3 7,9 7,5 7,4 7,0

Рандеву 6,8 6,5 8,2 8,2 8,4 7,6

Тигр 6,7 6,8 8,6 8,0 8,2 7,6

Ерёма 6,9 7,0 8,9 8,2 8,2 7,8

Утес 6,4 6,4 8,3 8,8 8,0 7,6

Утес-2 6,2 6,6 8,5 8,8 8,1 7,6

НСР05 0,3 0,3 0,4 0,4 0,2

3.7 Анализ взаимосвязи хозяйственно-ценных и пивоваренных показателей ячменя

Результаты корреляционного анализа между показали наличие средней положительной связи между урожайностью, высотой растений и количеством колосьев на 1 м2 (г = 0,34 и 0,36, соответственно). Средняя отрицательная зависимость была выявлена между количеством колосьев на 1 кв.м и количеством зерен в колосе (г = -0,69). За годы изучения выявлено и подтверждено методами статистического анализа, что между содержанием

крахмала, экстрактивностью и длиной вегетационного периода связь была средней отрицательной (г = -0,30) (рис. 5).

Рис. 5 — Взаимосвязь хозяйственно-ценных и пивоваренных признаков ячменя ярового (2007-2011 гт.)

Сорта Зерноградский 86 и К-666-3 обладали высокими показателями урожайности и количества колосьев на 1 кв.м (5,2 т/га - 724 шт. и 5,0 т/га -688 шт. соответственно).

Корреляционный анализ показал следующие взаимосвязи:

- высота растений — пленчатость (г = -0,36);

- количество колосьев на 1 кв.м - масса 1000 зерен (г = -0,30); -урожайность (г = -0,30); - длина вегетационного периода (г = -0,38);

- количество зерен в колосе - масса 1000 зерен (г = -0,52); -урожайность (г = 0,35); - содержание белка (г = -0,40);

- урожайность - содержание белка (г = -0,36);

- содержание белка - длина вегетационного периода (г = 0,35).

За годы исследований в условиях различных типов засух, проявившихся в период вегетации, нам удалось выделить по 3 сорта ярового и озимого ячменя, которые в целом соответствовали требованиям современных пивоваренных компаний и по комплексу основных пивоваренных показателей соответствовали ГОСТ 5060-86.

Корреляционный анализ между содержанием белка и экстрактивностью у ячменя ярового показал сильную отрицательную связь (г = -0,79) (рис. 6).

11.0 11.5 12.0 12,5 13,0 13,5 14,0 14,5 15,0 15,5

Белок, %

Рис. 6 - Корреляция между содержанием белка и экстрактивностью у ячменя ярового (2009-2011 гг.)

Низкое содержание белка (до 11,5 %) и высокая экстрактивность (более 76 %) были отмечены у сортов Омский 95 (11,4 и 78,1 %) и Нті/Уаііеоп 31 (11,3 и 79,1 %).

У ячменя озимого была выявлена средняя отрицательная зависимость (г = -0,45) между этими двумя показателями. Выделились сорта: Роман-3 (10,7 и 77,1%), Зов (11,0 и 77,1%), Дар-1 (11,0 и 77,5%), 349-2 (11,1 и 76,4%), Куба-нец-7 (11,3 и 76,1%) и Михайло/Добрыня З (11,8 и 75,9%).

Между содержанием крахмала и экстрактивностью у ячменя ярового была выявлена сильная положительная корреляционная связь (г = +0,70). Эти два показателя совместил образец Нті/Уаііеоп 31 (61,4 и 79,1 %).

У ячменя озимого взаимосвязь также была положительной, но в средней степени (г = 0,57) (рис. 7). Из 88 сортов ячменя озимого только сорт Рандеву (62,3 и 79,0%) сочетал в себе высокие значения крахмала и экстрактив-

Крахмал,%

Рис. 7 - Корреляция между содержанием крахмала и экстрактивностью у ячменя озимого (2009-2011 гг.) 15

Анализ корреляционной зависимости между содержанием белка и крахмала у ячменя ярового и озимого показал, что между этими показателями существует отрицательная связь (г = -0,77 и -0,62 соответственно). Низкое содержание белка и высокое - крахмала отмечено у сорта ячменя ярового Нт1/Уа11еоп 31 (11,3 и 61,4 %) и сорта ячменя озимого Рандеву (11,5 и 62,3%).

Между содержанием белка и пленчатостью и у ячменя ярового, и у озимого связь отсутствовала (г = -0,04 и +0,08 соответственно). Однако, нам удалось выделить ряд сортов, которые имели показатели белка от 11,3 до 11,6 % и пленчатость 9,2-9,9 %: яровой - Омский 95 (11,4 и 9,8 %) и Нті/Уаііеоп 31 (11,3 и 9,5 %); озимый - Рандеву (11,5 и 9,9 %), Параллелум 1259 (11,6 и 9,9%), Паллидум 1526 (11,5 и 9,6%), Ростовский 908 (11,6 и 9,2%).

Таким образом, анализ корреляционной зависимости между содержанием крахмала и пленчатостью показал, что у ячменя ярового между этими показателями связь отсутствовала (г = -0,08), у ячменя озимого она была средней отрицательной (г = -0,35). Пленчатость около 10 % и высокое содержание крахмала сочетали в себе сорт ячменя ярового НтІ/УаІІеоп 31 (61,4 и 9,5 %) и сорт ячменя озимого Рандеву (62,3 и 9,9%, соответственно).

Между экстрактивностью и пленчатостью у ячменя ярового и озимого выявлена слабая отрицательная связь (г = -0,25). Высокая экстрактивность и пленчатость в пределах 10 % выявлена у сортов ячменя ярового Омский 91 (10,1 и 78,6 %) и Нті/Уаііеоп 31 (9,5 и 79,1 %) и у сортов ячменя озимого Паллидум 1813 (9,8 и 77,2%), Ростовский 908 (9,2 и 78,0%), Параллелум 1259 (9,9 и 78,9%), Рандеву (9,9 и 79,0%).

В результате проведенного анализа были выявлены сорта, сочетающие в себе качественные признаки, необходимые для пивоваренного ячменя (рис. 8, 9).

«белок, % ■ пленчатость, % вкрахмал, % □экстрактивность,"/«

Рис. 8 - Пивоваренные показатели лучших выделившихся сортов ячменя ярового (2009-2011 гг.)

Рандеву Параллелум 1259 Ростовский 90S Мастер, стандарт

сорта

I белок, % ■ пленчатость, % о крахмал, % оэкстрактивность, %

Рис. 9 — Пивоваренные показатели лучших выделившихся сортов ячменя озимого (2009-2011 гг.)

Таким образом, данные сорта могут быть рекомендованы в качестве родительских форм в селекционных программах при создании пивоваренных сортов ячменя с высокими качественными показателями (белок - ниже 12%, пленчатость - 9,2-10,0%, крахмал - более 60%, экстрактивность - 78,079,1%), адаптированных к проявлениям засушливости климата.

3.8 Характеристика пивоваренного сорта ячменя озимого Рандеву

В 2011 году для изучения в Государственном сортоиспытании сельскохозяйственных культур РФ передан новый двурядный пивоваренный сорт озимого ячменя Рандеву, соавтором которого является соискатель.

Сорт - пивоваренный. Тип развития - настоящий озимый.

Разновидность - nutans. Колосья двурядные, цилиндрической формы, в поперечном сечении прямоугольные, соломенно-желтые, длиной 6-8 см, рыхлые. Ости длиннее колоса, кверху расходятся, соломенно-желтого цвета, зазубренность краев сильная. Зерно крупное, полуокруглой (эллиптической) формы, желтое. Щетинка у основания зерна войлочная, тип опушения -длинное.

Родословная сорта ячменя озимого Рандеву

По основным показателям новый сорт превосходит стандартный сорт Мастер (табл. 10).

Таблица 10. Основные хозяйственно-биологические показатели сорта Рандеву (2007-2011 гг.) ___

Сорт Длина вегетационного периода Зимостойкость, балл Устойчивость к полеганию, балл Урожайность зерна, т/га Масса 1000 зерен, г Пивоваренные показатели, %

белок крахмал экстрак-тивность

Мастер, ві 264 7 7 6,4 40,0 11,5 57,4 74,5

Рандеву 265 8 9 6,7 50,1 11,5 62,3 79,0

Новый сорт более устойчив, чем стандарт к поражению основными листовыми (мучнистой росой, карликовой ржавчиной, сетчатой пятнистостью) и головневыми заболеваниями.

Внедрение в производство вновь созданного пивоваренного сорта ячменя, устойчивого к экстремальным факторам среды и обеспечивающего получение высоких и стабильных урожаев позволит стабилизировать по годам производство пивоваренного ячменя в Ростовской области.

4. Оценка экономической и биоэнергетической эффективности пивоваренного сорта ячменя озимого Рандеву

Завершающим этапом научных исследований является экономическая оценка результатов полевых опытов. Для анализа экономической и биоэнергетической эффективности возделывания пивоваренного ячменя был использован новый сорт ячменя озимого Рандеву (табл. 11, 12).

Таблица 11. Расчет экономической эффективности сорта ячменя озимого Рандеву в сравнении со стандартом_

Сорт Урожайность, т/га Стоимость валовой продукции, руб./га Производственные затраты, руб./га Условно чистый доход с 1 га, руб. Себестоимость 1 тонны, руб. Уровень рентабельности, %

Мастер, St 6,4 38400 17717 20683 2768 117

Рандеву 6,7 53600 18887 34713 2819 184

В результате анализа экономической эффективности установлено, что возделывание пивоваренного сорта ячменя озимого Рандеву рентабельно.

В период исследований сорту Рандеву была дана также биоэнергетическая оценка.

Таблица 12. Расчет биоэнергетической эффективности технологии возделывания сорта ячменя озимого Рандеву_

Сорт Энергосодержание урожая, ГДЖ/га Совокупные энергетические затраты, ГДж/га Чистый энергетический доход, ГДж/га Энергоемкость продукции, ГДж/т КЭЭ

Мастер, St 102,29 16,12 86,17 2,52 6,3

Рандеву 110,25 16,27 93,98 2,43 6,8

Энергия, накопленная в урожае основной продукции сорта Рандеву существенно превысила затраты совокупной энергии, израсходованной на его возделывание и уборку. Коэффициент энергетической эффективности (КЭЭ) данного сорта составил 6,8, что свидетельствует о высокой эффективности его возделывания.

ВЫВОДЫ

1. В результате многолетнего изучения коллекции ячменя ярового выделены источники ценных признаков и свойств:

- крупнозерности: Зерноградский 933, Зерноградский 1404, Казер, Белгородец (Белселект, РФ), Адапт (Украина), 3ISBYM-03, 623//WI2197//Mazurka (IKARDA);

- высокой озерненности колоса: Линия-6823, Зерноградский 1272, Дуплет, Омский 88 (РФ), Select, Birka, Patty (Германия);

- количества продуктивных стеблей на единицу площади: Тонус, Зерноградский 1303, Стимул, Челябинский 70, Тандем (РФ), Одесский 115 (ОСГИ, Украина);

- среднеспелости: Приазовский 9, Суздалец, Биос 1 (РФ), Гонар (Беларусь), Рахат (Татарстан), Одесский 115 (ОСГИ, Украина), Turingia, Scarlett (Германия);

- устойчивости к полеганию: Зерноградский 895, 666-3//Максим, Линия 6823, Омский 95, Эльф, Харьковский 99 (РФ);

- урожайности: Заветный, Зерноградский 1404, Леон, Зерноградский 86, К-666-3 (РФ), Danuta, Tabora (Германия).

2. По ячменю озимому выделены источники:

- крупнозерности: Рандеву, Паллидум 1813, Тигр, Нутанс 1851, 61 М3//Барвина/30, 315/Обзор/334, Sonata/305-44-1 (РФ), Alianta (Франция);

- высокой озерненности колоса: Рандеву, Параллелум 934, Бастион/268-1-1, Вавилон, Утес-4 (РФ), Золак (Беларусь), Зимовый (ОСГИ (Украина), NE 98919 (Франция);

- количества продуктивных стеблей на единицу площади: Параллелум 1775 (РФ), Дар-5,96М11-1 (РФ), NB 03439, NE 98919 (Франция);

- раннеспелости: Рандеву, Мастер, Тигр (РФ);

- урожайности: Тигр, Рандеву, Ерёма, 354-1-1, Утес, Утес-2 (РФ);

- устойчивости к полеганию: Рандеву, Тимофей, Ерёма (РФ), Alianta, Mascara (Франция), Золак (Польша).

3. Установлено, что у ярового ячменя высота растений и продуктивная кустистость коррелировали с урожайностью в средней положительной степени (г = 0,34 и 0,36 соответственно). Между плотностью колосостоя и озерненностъю связь была средней отрицательной (г = -0,69). Длина вегетационного периода была связана с содержанием крахмала и экстрактивностью в средней отрицательной степени (г = -0,30).

4. У озимого ячменя средняя отрицательная взаимосвязь выявлена в следующих комбинациях: высота растений - содержание крахмала (г = -0,36), плотность колосостоя - масса 1000 зерен (г = -0,30), плотность колосостоя -экстрактивность (г = -0,38), озерненность - масса 1000 зерен и длина вегетационного периода (г = -0,52 и -0,40 соответственно), урожайность -длина вегетационного периода (г = -0,36), содержание белка - содержание крахмала и экстрактивность (г = -0,62 и -0,45 соответственно).

5. Выделены сорта ярового ячменя Омский 91, Омский 95, HML/Yalleon 31 и озимого ячменя Параллелум 1259, Рандеву, Ростовский 908, которые по комплексу пивоваренных показателей в целом соответствовали требованиям ГОСТ 5060-86.

6. Выведен и проходит изучение в Госсортсети РФ пивоваренный сорт ячменя озимого ячменя Рандеву, который обладает высокой урожайностью и комплексом хозяйственно-ценных признаков.

7. Рентабельность производства сорта Рандеву составил 157,9%, что говорит о высоком уровне эффективности его возделывания.

8. Технологический процесс производства сорта Рандеву энергетически эффективен, так как запасы энергии, содержащиеся в полученном урожае

зерновой части в 6,8 раз больше энергии, вложенной в производство этой продукции.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ СЕЛЕКЦИИ И ПРОИЗВОДСТВУ

1. Для создания пивоваренных сортов необходимо использовать в качестве источников ячменя озимого Рандеву, Параллелум 1259 и Ростовский 908 и сорта ячменя ярового Омский 91, Омский 95 и Hml/Yalleon 31, которые обладают высокими пивоваренными качествами в контрастные по климатическим условиям годы.

2. Расширить экологическое сортоиспытание нового пивоваренного сорта Ячменя озимого Рандеву.

Основные работы, опубликованные по теме диссертации

Работы, опубликованные в изданиях, рекомендованных ВАК:

1. Донцов, Д.П. Новый пивоваренный сорт озимого ячменя Рандеву [Текст] / Е.Г. Филиппов, Д.П. Донцов, A.A. Донцова // Зерновое хозяйство России, 2012. - № 2 (20). - Ростов-на-Дону. - С. 33-34.

Работы, опубликованные в других изданиях:

2. Донцов, Д.П. Выявление источников хозяйственно-ценных признаков при селекции пивоваренного ячменя в условиях Ростовской области [Текст] / Е.Г. Филиппов, A.A. Донцова, Д.П. Донцов // Народное хозяйство. Вопросы инновационного развития, 2011. - № 3. — Москва. - С. 216-220.

3. Донцов, Д.П. Создание пивоваренных сортов ячменя, адаптивных к различным почвенно-климатическим условиям [Текст] / Е.Г. Филиппов, Т.В. Сокол, Д.П. Донцов // Научное обеспечение производства зерновых и кормовых культур: Сб. науч. тр. - Ростов-на-Дону, 2008. - С. 106-111.

4. Донцов, Д.П. Современные направления улучшения качества зерна ячменя [Текст] / М.М. Копусь, А.И. Рыбалка, Д.П. Донцов // Аграрный вестник Юго-Востока, 2009. - №3. - Саратов. - С. 18-21.

5. Донцов, Д.П. Анализ зависимости пивоваренных показателей у сортов ярового ячменя, различных по эколого-географическому происхождению [Текст] / Е.Г. Филиппов, A.A. Донцова, Д.П. Донцов // Сборник докладов Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы развития АПК в Верхневолжье» 28-30 июня 2011 г., ГНУ Владимирский НИИСХ Россельхозакадемии. - Суздаль, 2011. - С. 289-295.

ЛР 65-13 .от 15.02.99. Подписано в печать 28.04.2012. Формат 60x84/16. Уч.-изд. л.1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 156.

РИО ФГБОУ ВПО АЧГАА 347740 Зерноград Ростовской области, ул. Советская, 15.

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Донцов, Дмитрий Петрович, Зерноград

61 12-6/511

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР им. И.Г. Калиненко

изучение и создание исходного материала для использования в селекции пивоваренного ячменя в условиях ростовской области

Специальность 06.01.05 - селекция и семеноводство сельскохозяйственных

растений

На правах рукописи

Донцов Дмитрий Петрович

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель -

кандидат сельскохозяйственных наук,

доцент Филиппов Е.Г.

Зерноград- 2012

Оглавление

Введение 4

глава 1. Литературный обзор 8

1.1 Народно-хозяйственное значение и использование яч- 8

меня

1.2 Происхождение, систематика и морфо-биологические 12 особенности ячменя

1.3 Использование ячменя в пивоваренных целях 19

1.4 Пиво 28

1.4.1 История пива 28

1.4.2 Технология производства пива 30

1.4.3 Производство пива в мире 34

1.5 Основные показатели, влияющие на качество пивова- 36 ренного ячменя

1.6 Особенности селекции пивоваренных сортов ячменя 44

глава 2. Материал, методика и условия про- 49 ведения исследований

2.1 Материал исследований 49

2.2 Методика исследований 49

2.3 Условия проведения исследований 52

глава з. Результаты исследований 61

3.1 Продолжительность вегетационного периода 61

3.2 Устойчивость к полеганию 64

3.3 Количество продуктивных стеблей на единицу площади 67

3.4 Количество зерен в колосе 69

3.5 Масса 1000 зерен 73

3.6 Урожайность лучших сортов ячменя в коллекционном 76 питомнике

3.7 Анализ взаимосвязи хозяйственно-ценных и пивова- 78 ренных показателей ячменя

3.8 Характеристика пивоваренного сорта ячменя озимого 89 Рандеву

глава 4. Оценка экономической и биоэнер- 92 гетической эффективности нового пивоваренного сорта ячменя озимого Рандеву

4.1 Оценка экономической эффективности 92

4.2 Оценка биоэнергетической эффективности 94

Выводы 96

Внедрение результатов 98

Предложения селекции и производству 99

Список использованной литературы 100

Приложения 115

Введение

Актуальность проблемы. Ячмень - это универсальная сельскохозяйственная культура, как по ареалу распространения, так и по разностороннему использованию. В Ростовской области, по данным Министерства сельского хозяйства и продовольствия, уборочная площадь ячменя ярового в 2011 году составила 389 тыс.га, ячменя озимого - 44,3 тыс.га. Увеличение производства зерна ячменя и повышение его качественных показателей - главная задача сельхозтоваропроизводителей. Выведение и внедрение новых сортов является наиболее эффективным способом повышения урожайности, а вклад нового сорта может составлять от 30 до 70% (Жученко A.A., 2004).

Ростовская область располагает большими резервами для обеспечения нужд пивоваренной промышленности местным ячменным сырьем, однако усиление аридности климата в последние годы и использование старых сортов во многом затруднили решение этой задачи. Поэтому особое значение в настоящее время приобретает вопрос создания новых адаптированных к проявлению засухи сортов ячменя пивоваренного направления. В успешном решении задач, стоящих перед селекционерами, важная роль принадлежит научно-обоснованному подбору исходного материала. Поэтому изучение коллекции двурядных и многорядных сортов и образцов ячменя в условиях усиления аридности климата позволит выявить наиболее ценные пивоваренные формы и сорта для ведения целенаправленной селекционной работы, что является весьма актуальным и имеет большое теоретическое и практическое значение.

Цель работы: На основе комплексного изучения сортов и образцов озимого и ярового ячменя мировой коллекции ВИР и других селекционных учреждений выделить ценный исходный материал для селекции пивоваренного ячменя в условиях Ростовской области.

В соответствии с целью исследования были поставлены следующие задачи:

- изучить по основным хозяйственно-ценным признакам сортообразцы

из мирового генофонда ВНИИР им. Н.И. Вавилова, местной и инорайонной селекции;

- выделить источники хозяйственно-ценных признаков, перспективные для практической селекции на пивоваренные качества;

- создать коллекцию пивоваренных ячменей, соответствующую ГОСТ 5060-86;

- установить сопряженность урожайности с основными элементами продуктивности и качественными показателями зерна;

- создать новый ценный исходный материал пивоваренного направления;

- провести экономический и биоэнергетический анализ выращивания созданного нового пивоваренного сорта ячменя озимого Рандеву.

Научная новизна. Впервые в условиях Ростовской области проведено комплексное изучение мирового генофонда ячменя озимого и ярового по основным пивоваренным показателям. Создана признаковая коллекция пивоваренных ячменей. Выделены пивоваренные сорта ячменя озимого и ярового, адаптированные к местным условиям. Выявлена взаимосвязь между урожайностью, элементами продуктивности и пивоваренными качествами зерна ячменя.

Практическая ценность работы. Выделены источники с высокими пивоваренными показателями, адаптированные к проявлению засухи. Создан новый ценный исходный материал для селекции озимого и ярового ячменя пивоваренного направления для условий Ростовской области. Выведен и передан для изучения в Государственную комиссию по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур РФ зимостойкий двурядный скороспелый пивоваренный сорт ячменя озимого Рандеву (заявка № 58034 / 8854452 с датой приоритета 06.12.2011, доля авторства 5%).

Работа выполнена в соответствии с Государственным заданием 04.04.01.01 «Создать признаковые и генетические коллекции новых доноров, источников озимого и ярового ячменя для целенаправленного использования

их в практической селекции» и 04.05.04.03 «Создать исходный материал ярового ячменя с высокими пивоваренным и солодовенным качеством для зон с недостаточным и неустойчивым увлажнением».

Апробация работы и публикации. Основные положения диссертационной работы были доложены и обсуждены на заседаниях ученого совета ВНИИЗК (2008-2011 гг.), конференции ВОГиС (г. Ростов-на-Дону, 2009, 2010, 2011 гг.), научно-практической конференции «Инновационные технологии в растениеводстве» (г. Зерноград, АЧГАА, 2011 г.), II Международной научно-практической конференции «Экономика и технологии: инновации и модернизация» (г. Чехов, Московская обл., 2011 г.). По материалам диссертации опубликовано 5 печатных работ, в том числе 1 в издании, рекомендованном ВАК РФ.

Выведен и передан для изучения в Государственную комиссию по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур РФ зимостойкий двурядный скороспелый пивоваренный сорт ячменя озимого Рандеву (заявка № 58034 / 8854452 с датой приоритета 06.12.2011, доля авторства 5%) (приложение 14, 15).

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

- результаты оценки коллекционных образцов ячменя по основным хозяйственно-биологическим признакам и технологическим качествам зерна;

- анализ корреляционных взаимосвязей между урожайностью, хозяйственно-ценными и пивоваренными показателями;

- оценка выделившихся коллекционных образцов с высокими пивоваренными показателями;

- характеристика нового сорта Рандеву.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 161 странице текста в компьютерном изложении, включает 18 таблиц, 36 рисунков и 17 приложений, состоит из введения, 4 глав, основных выводов и предложений для производства и селекционной практики, списка литературы из 171 наименования, в том числе 28 иностранных авторов.

Представленная работа написана на основании экспериментального материала, выполненного лично автором в течение 2007-2011 гг.

Искреннюю благодарность автор выражает научному руководителю -кандидату сельскохозяйственных наук, доценту, заведующему лабораторией селекции и семеноводства ярового ячменя Евгению Григорьевичу Филиппову. Особая признательность - заведующему лабораторией селекции и семеноводства риса, доктору сельскохозяйственных наук, профессору Павлу Ивановичу Костылеву; всем работникам лабораторий селекции и семеноводства озимого и ярового ячменя ВНИИЗК им. И. Г. Калиненко за практическую помощь, оказанную в процессе экспериментальных исследований, написания и оформления диссертационной работы.

ГЛАВА 1. Литературный обзор

1.1 Народно-хозяйственное значение и использование ячменя

Яровой ячмень - важная кормовая, техническая и продовольственная культура. По валовому сбору и посевным площадям среди зерновых культур он занимает ведущее место.

В ряде государств Азии и Африки ячмень возделывается как хлебная культура; в Швеции, Дании, Польше, Канаде и других странах - на кормовые цели. В США, где наблюдается заметный рост валового сбора ячменя при относительно стабильных площадях посева, более половины зерна его идет на корм (Беляков И.И., 1985).

Значение ячменя велико главным образом в связи с многообразием направлений его использования. Прочное место среди полевых культур он завоевал благодаря высокой пластичности, короткому вегетационному периоду, что дает ему возможность произрастать в различных почвенно-климатических зонах (Сергеев В.З., 1980).

Зерно ячменя богато питательными веществами и содержит весь набор незаменимых аминокислот, в том числе ценных: лизин, триптофан (Трофи-мовская А .Я., 1972). Лучшие сорта ячменя ВНИИЗК им. И.Г. Калиненко содержат 13% воды, 10,5-14,4 % белка, 2,3-4,0 % жира, 4,5-6,6% клетчатки, 2,53,0% золы, 62,1-65,7 % безазотистых экстрактивных веществ (Сокол A.A. и др., 1978).

Зерно широко используется как высокопитательный корм для всех видов скота, а солома и мякиш - в качестве грубого корма для добавки в силос. Особенно ценен ячмень при откорме свиней. При скармливании пшеничного монокорма суточный прирост массы поросят составляет 223 г, а при ячмен-но-зерновом кормлении - 454 г, можно сделать вывод, что перевод кормления с пшеничного на ячменный увеличивает привес на 231 г в сутки. При добавлении в комбикорм зерна ячменя продуктивность скота может повышаться на 20-25 % при сокращении затрат кормов на единицу продукции. Недостаток 20-25% протеина в рационе сельскохозяйственных животных ведет к недобо-

8

ру 15-20% их продукции и увеличению ее себестоимости в 1,5 раза, а длительное белковое голодание приводит к различным заболеваниям (Беляков И.И., 1985; Ермоленко В.П., 1979; Макрушин Н.М., 1981; Сергеев В.З., 1970).

Ячменная солома - хороший грубый корм. В 100 кг зерна в среднем содержится 121 кормовая единица и 8,1 кг переваримого протеина, в 100 кг соломы - 36 кормовых единиц и 1,2 кг переваримого протеина (Минеев В.Г., Павлов А.Н., 1981).

Недостаток в рационе коров грубых кормов может послужить причиной неинфекционного заболевания - нетоза, выражающегося в нарушениях обмена веществ, дистрофических сужениях внутренних органов. Нарушается процесс рубцового пищеварения, снижается жирность молока (Бахарев A.B., 1987).

Наряду с традиционными способами утилизации соломы, во многих высокоразвитых странах все большее внимание начинают придавать соломе как одному из видов энергетического сырья. В таких странах, как ФРГ, Франция, Венгрия, Чехия и Словакия, расширяются объемы использования соломы в энергетических целях (Стейнифорт А.Р., 1983).

По сообщению академика Э.Д. Неттевича, на Международном симпозиуме в Швеции по селекции ячменя рассматривался вопрос об использовании влагалищ и листьев растений ячменя обычных остистых сортов на корм скоту, а стеблей - на приготовление стройматериалов и бумаги. Уже создали специальные машины для разделывания этих частей растения (Неттевич Э.Д. и др., 1980).

Солома в чистом виде может служить для восполнения гумуса в почве. Однако более 200-250 млн. тонн соломы сгнивает в скирдах, копнах или сжигается (Неттевич Э.Д. и др., 1980). В этой связи солома остистых сортов ячменя могла бы эффективно использоваться на отдельных полях, оставаясь на почве в измельченном виде.

Ячмень является ценной продовольственной культурой, его зерно используется для изготовления круп и в кондитерской промышленности. К зер-

ну, используемому на крупяные цели, предъявляют особые требования: крупность, выравненность, выполненность, светлая и светло-желтая окраска, округлая форма, умеренная глубина бороздки, оптимальная натура зерна (не менее 630 г/л). Имеет значение и консистенция эндосперма зерна (мучнистость, стекловидность). Крупы с высокими кулинарными качествами вырабатываются из лучших сортов ячменя, выращиваемых в зоне оптимального климата (Трофимовская А.Я., 1972).

В последние годы широкое распространение получило изготовление хлопьев из невареной и вареной крупы разных культур. Вырабатывают такой продукт и из перловой крупы путем ее подсушивания, пропаривания и продолжительного обволакивания. Затем полуфабрикат плющат и полученные хлопья подсушивают (Сергеев В.З., 1970).

В военное время НИИ хлебопекарной промышленности рекомендовал для получения хлеба высокого качества примешивать к ячменной муке ржаную и пшеничную обойную (Рекомендации по производству ярового ячменя в Ростовской области, 1975). В настоящее время ячменная мука используется также для приготовления некоторых видов печенья и пряников.

Яровой ячмень был и остается основным и незаменимым видом сырья для производства пива. Пиво можно получить из любой культуры, в чьих зернах, клубнях, корнях, стеблях содержится значительное количество углеводов, в том числе крахмала и сахара. Однако во всем мире предпочтение отдают ячменному зерну. И здесь, кроме своеобразия ячменного пива (вкус, цвет, аромат), немаловажную роль играет относительная дешевизна ячменного зерна, в сравнении с другими культурами (Гаркавый П.Д., 1971). Для приготовления хорошего пива необходимо зерно особого биохимического состава, получаемое при возделывании пивоваренных сортов ячменя.

Большая часть посевных площадей пивоваренного ячменя сосредоточена в европейских странах. В России пивоваренные сорта ячменя возделываются в 14 областях (Белгородская, Брянская, Воронежская, Курская, Тамбовская и ДР-)-

Ячмень может использоваться и как целебное растение. Ячменные отвары назначают при нарушениях пищеварения, после перенесенной дизентерии, при отравлениях ядовитыми веществами, заболеваниях верхних дыхательных путей, обострениях хронических и острых бронхитов, сопровождающихся сильным сухим кашлем (Сокол A.A., 1985).

Яровой ячмень является страховой культурой. Его посевы увеличиваются в годы, неблагоприятные для перезимовки озимых культур, когда часть озимой пшеницы пересевается или подсевается ячменем как одновременно созревающей культурой (Свисюк И.В., Русеева З.М., 1980).

С древних времен известно, что употребление продуктов из ячменного зерна позволяет человеческому организму нарастить мышцы, быть сильным и выносливым, поэтому в Древнем Риме гладиаторов кормили такой пищей и называли их «ячменными людьми». Продукты питания из ячменя (каша из перловой и ячневой круп и т.д.) обладают высокой калорийностью, не уступая в этом отношении нежирному мясу, рыбе, творогу и некоторым другим продуктам (Сокол A.A., 1985).

Ячмень - одно из древнейших культурных растений. В Древнем Египте его возделывали около 7 тыс. лет назад, в Вавилоне, древнем Китае - 4-5 тыс. лет назад, на европейской территории России между Днепром и Днестром -также около 4-5 тыс. лет назад. На Нижнем Дону земледелием начали заниматься в 4 - 5 тысячелетиях до н.э. Геродот и Вергилий (70 -199 гг. до н.э.) в своих сочинениях показывают, что скифы, жившие тогда в районах современного Казахстана, Украины и Нижнего Дона, употребляли напиток, приготовлявшийся из ячменя, по вкусу и крепости не уступавший хорошему вину. В раскопках, сделанных археологами Ростовского государственного университета в районе г. Аксая - "Кобякова городище", - были обнаружены зерна культурного ячменя. Эти находки относятся примерно к III веку н.э. (Сокол A.A., 1985).

Ячмень возделывается почти во всех почвенно-климатических зонах. На севере и высоко в горах его возделывают до крайних границ земледелия,

в этом отношении он превосходит все остальные зерновые культуры. Посевы сверхскороспелых сортов ячменя удаются за Полярным кругом (Мурманская область, Верхоянск) и на высоте до 3000 м в горах Азии. На юге ячмень выращивают даже в знойных районах полупустынь. Наибольшие площади его сосредоточены на Украине и Северном Кавказе, значительные площади посевов имеются в Центрально-Черноземной зоне, Поволжье, в районах Прибалтики и Средней Азии (Вавилов H.H., 1986).

За последние 40 лет площади под ячменем удвоились и в два раза возросла их урожайность. Однако возрастание не было равномерным в пределах как стран, так и континентов. Значительные успехи по уровню урожайности зерна имеют европейские страны (Бахарев A.B., 1987).

1.2 Происхождение, систематика и морфо-биологические

особенности ячменя

Ячмень принадлежит к роду Hordeum, входящему в семейство злаковых Gramineae. Этот �