Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Посевные качества и урожайность семян ячменя ярового в зависимости от репродукционных, физических и химических факторов

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Посевные качества и урожайность семян ячменя ярового в зависимости от репродукционных, физических и химических факторов"

005014455

На правах рукописи

Романюкин Александр Егорович

Посевные качества и урожайность семян ячменя ярового в зависимости от репродукционных, физических и химических факторов

Специальность: 06.01.05 - селекция и семеноводство

сельскохозяйственных растений

1 5 і

'V?

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Рассвет 2012

005014455

Работа выполнена в Государственном научном учреждении Всероссийском научно-исследовательском институте зерновых культур им. И.Г. Калиненко Россельхозакадемии (ГНУ ВНИИЗК Россельхозакадемии) в

2004-2008 гг.

Научный руководитель - Филиппов Евгений Григорьевич

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент

Официальные оппоненты: Кудряшов Игорь Николаевич

доктор сельскохозяйственных наук

Защита состоится 27 марта 2012г. в Ю00 часов на заседании объединенного совета ДМ006.066.01 при Донском зональном научно-исследовательском институте сельского хозяйства РАСХН по адресу: 346735, Ростовская обл., Аксайский район, п. Рассвет, ул. Институтская, 1. Тел. (86350) 37-3-89,/факс (86350) 37-1-75.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ Донского зонального НИИСХ Россельхозакадемии, с авторефератом — на сайте Мега1_уак@ obrnadzor.gor.ru и на официальном сайте Донского зонального научно-исследовательского института сельского хозяйства Россельхозакадемии.

Автореферат разослан 25~ февраля 2012 г.

Ученый секретарь объединенного диссертационного совета,

Землянов Владимир Александрович кандидат сельскохозяйственных наук

Ведущая организация - ФГОУ ВПО Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия.

доктор сельскохозяйственных наук

Титаренко А.В.

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Повышение эффективности растениеводства является одним из наиболее значимых факторов стабилизации сельскохозяйственного производства. Ускорение интенсификации земледелия может быть достигнуто в первую очередь за счет рационального использования имеющихся резервов агротехнических факторов. В системе факторов, определяющих эффективность технологических процессов в растениеводстве, высококачественным семенам практически во все времена принадлежала ведущая роль.

Яровой ячмень на Дону является одной из основных возделываемых зерновых культур. В получении высоких и стабильных по годам урожаев важная роль принадлежит семеноводству. Основной задачей которого является реализация достижений селекции за счет ускоренного размножения семян с сохранением их сортовых и урожайных показателей. Поэтому изучение вопросов сохранения сортовых и ценных хозяйственно-биологических качеств при пересеве семян в процессе репродуцирования ячменя весьма актуально.

Усилившаяся аридность климата в период вегетации ячменя в последнее десятилетие повлекла за собой модернизацию технологии возделывания в которой все шире отводится место для регулирования роста и развития растений за счет применения экологически безопасных методов предпосевной стимуляции семян. В связи с чем возникла потребность в изучении влияние на семена токов сверхвысокой частоты (СВЧ) и экологически безопасных регуляторов роста отечественного производства с целью определения эффективности использования их в посевах ячменя, так как потенциал продуктивности этой культуры в современных условиях реализуется не полностью, а стимуляторы роста способны увеличить адаптивные возможности растений, активизировать их жизненный потенциал и повысить устойчивость к стресс-факторам среды.

Цель исследований - целью проведенных исследований являлось определение длительности сохранения наиболее важных сортовых, посевных и хозяйственно-биологических показателей и их влияния на урожайность при репродуцировании семян сорта ячменя ярового Приазовский 9.

Установить целесообразность применения обработки семян сорта ячменя ярового Приазовский 9 экологически безопасности регуляторами роста отечественного производства и токами СВЧ (сверхвысокой частоты), с целью повышения урожайных, посевных и качественных показателей.

Задачи исследований:

- выявить влияние репродуцирования на формировании урожая и посевные качества семян;

- изучить эффективность влияния стимуляторов роста на урожайность и качественные показатели посевного материала;

- установить зависимость урожайности и качества семян от воздействия токов сверхвысокой частоты (СВЧ);

- определить экономическую эффективность: репродуцирования семян; применения стимуляторов роста и токов СВЧ.

Научная новизна. Впервые в условиях южной зоны Ростовской области изучено влияние репродуцирования семян ячменя ярового сорта Приазовский 9, а также влияние стимуляторов роста и обработки семян токами СВЧ на урожайные, посевные и технологические качества. Проведена экономическая оценка изучаемых приемов.

Практическая значимость работы. На основании результатов исследований производству предложены отдельные элементы технологических приемов выращивания ячменя ярового, которые позволят увеличить урожайность и улучшить экономическую эффективность возделывания культуры.

Основные положения, выносимые на защиту:

- определение различий в урожайности посевных и качественных показателях при репродуцировании сорта ячменя ярового Приазовский 9.

- влияние обработки семян регуляторами роста и токами СВЧ на посевные показатели; урожайность и качество семян и зерна.

- энергетическая оценка репродуцирования сорта Приазовский 9 и различных приемов обработки семян для стимуляции ростовых процессов.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и получили положительную оценку на заседаниях ученого совета Всероссийского НИИ зерновых культур имени И.Г. Калиненко (2004-2009гг.), научно-практических конференциях в АЧГАА (Зерноград, 2006-2008гг.), заседаниях общества ВОГиС по генетике и селекции сельскохозяйственных растений на Дону ( Ростов-на-Дону 2006,2007), международной научно-практической конференции КНИИСХ ( г. Краснодар, 2007). По материалам диссертационной работы опубликовано 5 научных статей, в том числе 2 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. Получено 3 авторских свидетельства на сорта озимого и ярового ячменя а.с. №51454 от 28.02.2011 на сорт ячменя ярового Щедрый, а.с. №51460 от 07.12.2011 на сорт ячменя двуручка Тигр, а.с. № 53438 от 07.12.2011 на сорт ячменя ярового Леон.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, основных выводов и предложений для семеноводства, списка литературы из 209 наименований, в том числе 22 иностранных. Работа изложена на 141 страницах машинописного текста, включает 20 таблиц, 12 рисунков и 49 приложений.

2. МЕТОДИКА И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования по изучению зависимости урожайности и посевных качеств семян ячменя ярового сорта Приазовский 9 от репродукционных, физических и химических факторов проводились на полях научного севооборота лаборатории селекции и семеноводства ячменя ГНУ ВНИИЗК имени И.Г.

Калиненко в 2004-2008 гг., расположенном в Зерноградском районе Ростовской области.

Технология возделывания ячменя ярового в опытах соответствовала рекомендациям зональной системы земледелия Ростовской области на 2001 -2005 и 2006-2010 гг. Уборку опытных делянок осуществляли комбайном Сампо-130.

Почвенный покров опытного участка представлен черноземом обыкновенным который характеризуется наличием мощного гумусового слоя (до 160 см); высокой карбонатностью. Содержание общего азота в горизонте А -0,23-0,26%, содержание легкогидролизуемого азота - 60-100, нитрификаци-онного азота - 1,5-2,0 мг/кг почвы, подвижного фосфора - 15-20 мг/кг почвы, обменного калия - 300-500мг/кг. Реакция почвенного раствора слабощелочная - рН-7,2 (Янковский Н.Г., 2005)

Климат в зоне проведения опытов характеризуется крайне неравномерным распределением осадков, резкими колебаниями температуры и низкой относительной влажностью воздуха в период вегетации ячменя ярового. Среднемноголетнее количество осадков (данные метеостанции «Зерноград») за сельскохозяйственный год составляет 582,4 мм. Сумма температур за период активной вегетации 3400-3600 °С, ГТК составляет 0,80-0,85.

Годы исследований (2004-2008) по метеорологическим условиям были весьма контрастны, что характерно для зоны неустойчивого увлажнения, различались по количеству выпадающих осадков, их распределению в течение вегетационного периода и среднесуточной температуре воздуха, что оказало значительное влияние на формирование продуктивности и качество зерна ячменя ярового. Благоприятными для возделывания были 2004 и 2006 годы, когда была получена наибольшая урожайность в опытах. Крайне неблагоприятными, особенно по количеству и распределению осадков, высоким температурам и низкой относительной влажности воздуха были 2005, 2007, 2008 годы.

Объектом исследований являлся сорт ячменя ярового Приазовский 9, который внесен в Госреестр селекционных достижений России, Украины, Армении.

Опыт №1. Изучение посевных и урожайных качеств семян ячменя ярового в процессе репродуцирования. Опыт однофакторный, делянки располагались систематически, повторность опыта - четырехкратная, учетная площадь делянки - 50м2, предшественник- кукуруза, убранная на силос. Варианты опыта:

1. ОС 1 (Оригинальные семена первого года)

2. ОС 2 (Оригинальные семена второго года)

3. ОС 3 (Оригинальные семена третьего года - суперэлита)

4. ЭС (элитные семена)

5. РС 1 (Репродукционные семена первого года)

6. РС 2 (Репродукционные семена второго года)

7. РС 3 (Репродукционные семена третьего года)

8. РС 4 (Репродукционные семена четвертого года)

Опыт №2. Влияние химических стимуляторов роста на рост и развития растений ячменя ярового. Опыт однофакторный, делянки располагались систематически, повторность опыта - четырехкратная, учетная площадь делянки - 50 м2, предшественник - кукуруза, убранная на силос. Семена (РС-1) обрабатывали перед посевом, норма расхода препарата: Новосил 10 г/т; Альбит 40 мл/т; Планриз 0,5л/т; Гумат калия 200 г/т. Варианты опыта:

1. Контроль (обработка дистиллированной водой)

2. Новосил

3. Альбит

4. Планриз

5. Гумат калия

Опыт №3. Влияние обработки семян токами высокой частоты на качество и урожайность ячменя ярового. Опыт однофакторный, делянки располагались систематически, повторность опыта - четырехкратная, площадь учетной делянки - 50м2, предшественник - кукуруза, убранная на силос.

Для обработки семян перед посевом использовался промышленный источник СВЧ - энергии «Хазар-2Р» с рабочей частотой 2375 МГц и регулируемой мощностью 0,18 - 2,5 кВт. Проводили предпосевную обработку семян (РС-1) ячменя ярового по следующей схеме:

1. Контроль без обработок

2. Экспозиция 1 секунда

3. Экспозиция 3 секунды

4. Экспозиция 5 секунд

5. Экспозиция 7 секунд

Фенологические наблюдения, учет урожая, подсчеты, измерения, структурный анализ растений проводили согласно « Методики государственного сортоиспытания с.-х. культур» (1989). В лабораторных условиях массу 1000 зерен определяли по методике предусмотренной ГОСТ - 10842 - 89; натуру зерна ГОСТ - 10840 - 82; чистоту семян ГОСТ - 12037 - 81; всхожесть семян - ГОСТ - 12038 - 84; силу роста и энергию прорастания - ГОСТ -12040 - 66, содержание сырого белка - ГОСТ - 10846 - 91, лизина - методом « связывания красителя ацилан оранж»

Математическая обработка результатов исследований проведена по Б.А. Доспехову (1985) с использованием ЭВМ и компьютерных программ. Экономическая эффективность рассчитывалась согласно методике В.И. Нечаева (2000).

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Влияние репродуцирования семян на элементы структуры, урожайность, сортовые и посевные качества семян ячменя ярового

Селекция и семеноводство - один из наиболее экономических путей увеличения продуктивности с.-х. производства. Уровень семеноводства во многом определяет эффективность сорта, объемы и темпы его внедрения.

Вклад сорта в повышение урожайности на современном этапе, по мнению отечественных ученных колеблется от 30 до 50%. Однако чтобы полностью реализовать этот резерв необходимо знать особенности семеноводства каждого сорта.

Зерновая продуктивность зависит от сочетания основных элементов структуры урожая: количества продуктивных стеблей к уборке на единице площади, озерненности колоса, массы 1000 зерен.

Исследования проводились с оригинальными (ОС1, ОС2, ОСЗ), элитными и репродукционными семенами 1-4 года.

Высота растений - один из признаков, обусловливающих устойчивость растений к полеганию. В проведенных нами исследованиях этот признак не имел достоверных различий по всем категориям семян (табл. 1).

Анализ структуры урожайности показал, что наименьшее число продуктивных стеблей в годы изучения отмечено в 3-4 репродукциях и составило 424 и 428 шт./м2 соответственно. Наиболее плотным колосостоем отличались посевы оригинальных семян первого и второго года, где число продуктивных стеблей было на уровне 485-477 шт./м2.

Наибольшее количество зерен в колосе было отмечено у оригинальных семян первого года - 20,3 шт., оригинальных семян третьего года - 19,9 шт. и элитных семян - 20,1 шт. С увеличением числа лет использования семян сорта Приазовский 9 отмечена тенденция к уменьшению числа зерен в колосе. Особенно четко это снижение видно при использовании для посева семян третьей и четвертой репродукций, где этот показатель составил 18,7 и 17,5 зерен соответственно.

Таблица 1. Влияние репродуцирования семян на элементы структуры и _биологическую урожайность ячменя ярового (2004-2008 гг.)__

Показатели Приазовский 9

ОСІ ОС2 ОСЗ ЭС РС1 РС2 РСЗ РС4 НСР05

Высота растений, см 62,7 63,2 64,3 60,3 63,8 62,6 62,8 61,6 3,5

Продуктивных стеблей к уборке, шт/м2 485 477 459 467 431 430 424 428 27,0

Зерен в колосе, шт. 20,3 19,7 19,9 20,1 19,2 19,2 18,7 17,5 0,8

Масса 1000 зерен, г 42,6 41,6 42,2 40,7 40,4 39,4 34,0 34,8 2,1

Продуктивность колоса, г 0,86 0,82 0,84 0,82 0,77 0,76 0,63 0,61 0,05

Исследованиями установлены существенные отличия по массе 1000 семян у сорта Приазовский 9 в процессе репродуцирования размах варьирования составил от 44,9г до 34,8г. Более крупные семена были получены в ОС 1 - 42,6; ОС 2 - 41,6; ОС 3 - 42,2 г.

По продуктивности колоса достоверных различий между оригинальными и элитными семенами не обнаружено. Заметно снижение этого показателя в репродукционных посевах особенно в РСЗ и РС4.

Необходимо обратить внимание что достоверных отличий в урожайности оригинальных и элитных посевах не обнаружено. Отмечено достоверное снижение урожайности в среднем на 10,2% в опыте с использованием семян РС-1 и до 14,6% при использовании РС4.

Это связано в первую очередь со снижением массы 1000 зерен и количества продуктивных стеблей к уборке при посеве семенами низких репродукций.

Таблица 2. Урожайность copia Приазовский 9 в зависимости _от репродуцирования семян, т/га _

Годы изучения ОСІ ОС2 ОСЗ эс РС1 РС2 РСЗ РС4 НСРоз

2004 2,84 2,76 2,72 2,70 2,51 2,47 2,40 [_2,34 0,17

2005 3,57 3,51 3,51 3,24 3,20 3,16 3,10 3,14 0,25

2006 3,91 3,88 3,87 3,70 3,59 3,49 3,37 3,41 0,24

2007 3,87 3,87 3,70 3,74 3,66 3,51 3,23 3,34 0,19

2008 3,98 3,79 з jp 3,82 3,74 3,68 3,44 3,31 0,22

Среднее 3,63 3,56 3,51 3,44 3,34 3,26 3,10 3,10 0,21

По результатом опытов было установлено что за годы репродуцирования сорта ячменя ярового Приазовский 9 его сортовая чистота снижается в РС4 до 97,9% и такие посевы не могут быть признаны сортовыми так как согласно Инструкции по апробации (1995г) этот показатель не должен для репродукционных семян быть менее 98%.

Таблица 3. Влияние репродуцирования семян на основные сортовые качества _ячменя ярового сорта Приазовский 9, (2004-2008 гг.)__

Репродукция Сортовая чистота, % Содержание нетипичных растений, шт. Содержание других семян, шт./кг Поражение пыльной головней, %

ОС 1 100,0 - - -

ОС 2 100,0 - - -

ОСЗ 100,0 - - -

Элита 99,9 1 - -

РС1 99,5 2 3 -

РС2 99,1 3 6 0,05

РСЗ 98,3 5 12 0,15

РС4 97,9 7 15 0,17

HCPos 2,3 0,3 0,9 0,01

С повышением репродукции также значительно увеличиваются сортовые и видовые примеси. Выявлено так же, что в процессе репродуцирования увеличивается содержание семян других растений, так как происходит меха-

ническое и биологическое засорение. Содержание нетипичных растений в РС 4 увеличилось до 7 штук, так же увеличилось поражение болезнями, в том числе пыльной головней. Все это привело к снижению урожайности с 3,63 до 3,10 т/га (табл. 2,3).

Главной целью определения посевных качеств семян является идентификация их ценности как посевного материала.

Таблица 4. Влияние репродуцирования семян на посевные качества _ячменя ярового Приазовский 9, (2004-2008 гг.)____

Посевные качества Репродукции

ОС1 ОС 2 осз ЭС РС1 РС2 РСЗ РС4 НСР 095

Энергия прорастания, % 85,5 85,0 84,1 83,4 82,6 82,1 81,3 80,1 4,1

Всхожесть лабораторная, % 99,2 98,7 98,7 98,9 98,2 98,2 97,3 94,6 4,7

Всхожесть полевая, % 86,4 86,6 84,9 83,5 80,3 81,2 79,6 78,4 4,2

Полнота Всходов, % 87,2 87,7 86,0 84,4 81,8 82,7 81,8 82,8 4,3

Сила роста: а) количество пробившихся ростков, % 74,6 74,4 74,2 73,5 73,2 73,0 71,6 70,2 2,9

б) масса 100 ростков, г 45,9 45,5 45,2 45,3 44,9 44,3 43,5 42,8 2,2

Энергия прорастания семян один из главных показателей который определяет дружность появления всходов в полевых условиях, что очень важно для последующего формирования циноза. Анализ результатов показал, что достоверных отличий между оригинальными, элитными семенами по этому показателю необнаружено (табл. 4).

Эта тенденция прослеживается так же и по таким показателям как лабораторная, полевая всхожесть семян и полнота всходов. Важным показателем посевных качеств является сила роста, которая определяется длиной ростков пробившихся над поверхностью почвы и весом их зеленой массы.

Лучшие показатели силы роста отмечены у оригинальных и элитных семян. Несколько ниже в РС 1,2 и достоверно ниже в РС 3 и 4.

Таблица 5. Содержание питательных веществ в зерне ячменя ярового

(2004-2008гг)

Показатели ОС1 ОС2 ОСЗ эс РС1 РС2 РСЗ РС4 НСР„5

Белок, % 12,08 11,89 11,53 11,53 11,51 11,52 11,47 11,53 0,65

Лизин в белке, % 3,64 3,70 3,53 3,68 3,72 3,63 3,66 3,59 0,17

Лизин в муке, мг 0,470 0,463 0,453 0,469 0,463 0,458 0,473 0,450 0,02

Анализ качественных показателей зерна показал, что содержание белка в зерне в значительной мере зависит от погодных условий особенно в период налива зерна. Так во влажные годы (2004, 2006) формировалось зерно с меньшим содержанием белка. В годы когда преобладала жаркая, сухая погода (2005,2007,2008) содержание белка было выше. Однако в среднем за годы исследований нам не удалось обнаружить существенных различий в вариантах опыта как по содержанию белка в зерне так й по наличию лизина в белке и лизина в муке (табл. 5).

3.2. Влияние стимуляторов роста на элементы структуры, урожайность и посевные качества семян ячменя ярового

Задача научится управлять растительным организмом с помощью биологически активных веществ в настоящее время весьма актуальна (A.A. Жу-ченко, 2005). К числу перспективных приемов обеспечивающих дальнейшее повышение урожайности и качества продукции растениеводства необходимо отнести метод предпосевной обработки семян регуляторами роста. Такие препараты, способны стимулировать физиологические и биологические процессы при прорастании зерновки, что в дальнейшем повышает устойчивость формирующихся растений к стресс-факторам среды, особенно на первых этапах онтогенеза, что непосредственно влияет на хозяйственно-полезные признаки и продуктивность.

Так обработка семян препаратом « Новосил» в среднем за годы исследований сокращала вегетационный период на 4 дня это весьма существенно, в жестких условиях налива зерна, что и повлияло в конечном итоге на показатели урожайности.

Обработка семян стимуляторами роста повлияло на высоту растений, так использование препаратов «Новосил» и «Планриз» увеличило высоту растений на 4,0 - 4,4 см.

Важное значение в формировании урожайности зерновых культур имеет число продуктивных стеблей на единицу площади. Наибольшее количество их (503 шт/м2) сформировано при обработке препаратом «Новосил», наименьшее (459 шт/м2) при использовании препарата «Гумат калия», при 464 шт/м2 на контроле.

Таблица 6. Влияние стимуляторов роста на структуру урожая ячменя ярового сорта Приазовский 9, 2004-2006 гг.

Показатели Контроль Новосил Альбит План-риз Гумат калия НСРоз

Высота растений, см 52,3 56,3 49,8 56,7 53,5 2,21

Число продуктивных стеблей к уборке, шт./м2 464 503 472 470 459 26,0

Число зерен в колосе, шт. 18,8 18,9 18,6 18,1 18,8 0,90

Масса 1000 зерен, г 42,5 44,7 43,4 43,0 42,0 2,10

Продуктивность колоса, г 0,78 0,84 0,81 0,78 0,79 0,06

По озерненности колоса существенных различий не обнаружено.

Применение стимулирующих препаратов не оказало существенного влияния на показатель «масса 1000 зерен». Наиболее крупное зерно получено после обработки препаратом «Новосил» - 44,7 г, в остальных вариантах опыта полученные значения были близки к контрольному варианту.

По продуктивности колоса выделились препараты «Новосил» и «Альбит» - 0,84 и 0,81 г соответственно; остальные варианты были близки или равны контролю.

Урожайность, в зависимости от условий выращивания существенно варьировала по годам. Наиболее низкой (2,30-2,45 т/га) во всех вариантах опыта урожайность была в 2005 году, а наибольшей (3,15-3,60 т/га) в 2004 году (рис. 1).

2004 -•— 2005 —*— 2006 НИ-среднее]

Рис. 1. Влияние стимуляторов роста на урожайность сорта ячменя ярового Приазовский 9

За годы исследований установлено, что положительное влияние на урожайность ячменя ярового сорта Приазовский 9 оказывают регуляторы роста «Новосил» и «Альбит». Так в среднем за годы изучения наибольшая урожайность получена при обработке препаратом «Новосил» - 3,09 т/га и «Альбит» - 3,05 т/га, что на 7% и 6,8% соответственно выше, чем на контроле. Использование для предпосевной обработки препаратов «Планриз» и «Гумат калия» не показало достоверных прибавок урожайности. Стимуляторы роста оказывают существенное влияние не только на продуктивность но и на посевные и качественные показатели полученного урожая

Таблица 7.Влияние стимуляторов роста на посевные качества сорта ячменя ярового Приазовский 9,2004-2006 гг.

Посевные качества Контроль Стимулятор роста

Новосил Альбит План риз Гумат калия НСР„5

Энергия прорастания, % 83,9 90,5 93,8 72,5 84,0 4,5

Всхожесть лабораторная, % 95,0 98,5 98,0 95,5 95,0 4,6

Всхожесть полевая, % 85,9 89,1 89,4 84,2 85,1 4,3

Полнота всходов, % 90,4 90,5 91,2 88,2 89,6 4,5

Сила роста: а) количество пробившихся ростков, % 70,2 74,1 73,8 70,2 70,4 3,4

б) масса 100 ростков, г 43,9 48,0 47,6 44,0 41,5 2,3

Установлено, что энергия прорастания в вариантах с обработкой препаратами «Новосил» и «Альбит» (90,5; 93,8 %) достоверно превысила контрольный вариант опыта (83,9%) (табл.7). Лабораторная и полевая всхожесть, так же выше при обработке стимуляторами «Новосил» и «Альбит». В остальных вариантах опыта она близка или равна контролю.

По показателям силы роста семян (количество пробившихся ростков на поверхности почвы и масса 100 ростков) так же достоверно выделились варианты с использованием препаратов «Новосил» и «Альбит». Использования препарата «Гумат калия» достоверно снижало такой показатель как «масса 100 ростков».

Таблица 8. Биохимические показатели ярового ячменя в зависимости от обработки стимуляторами роста

Биохимические показатели Контроль Новосил Альбит Планриз Гумат калия НСР„5

Белок, % 12,83 12,70 13,24 13,41 13,48 0,67

Лизин в белке, % 3,80 3,88 3,77 3,68 3,53 0,15

Лизин в муке, мг 0,459 0,462 0,461 0,445 0,428 0,03

Применение всех изучаемых стимуляторов роста в среднем за годы исследований не оказали существенного влияния на содержание белка в зерне (табл.8). Однако необходимо отметить не значительное увеличение содержания белка в вариантах с использованием препаратов «Альбит», «Планриз» и «Гумат калия», где прибавка к контролю составила 3,2; 4,5 и 5,1% соответственно. По содержанию лизина в белке и лизина в муке в вариантах с применением стимуляторов роста «Новосил», «Планриз» достоверных различий с контролем не обнаружено. Заметно снижение этих показателей при использовании препарата «Гумат калия» в сравнении с контрольным вариантом и составило по показателю лизин в белке - 7,1% и лизин в муке - 6,8%.

4.2. Роль токов высокой частоты в формировании урожайности и качественных показателей семян

При обработке семян электромагнитным полем интерес представляет та часть магнитной энергии, которая поглощается объектом облучения и определяет количество облучения - дозу, от которой зависит конечный результат. Согласно исследований установлено, что в среднем за годы изучения (20042008) урожайность ячменя ярового сорта Приазовский 9 в зависимости от обработок токами различной частоты и погодных условий варьировала в значительной степени от 2,28 т/га (экспозиция 7 секунд в 2004 году) до 3,95 т/га (экспозиция 3 секунды в 2006 году). В среднем наибольшая урожайность (3,16 т/га) была получена при обработке семян токами СВЧ с экспозицией 3 секунды, наименьшей она отмечена на вариантах с экспозицией 5 и 7 секунд и составила 2,90; 2,98 т/га соответственно при 2,90 т/га на контроле.

4,5

л 4

2 4-,-,-,--1----

Контроль 1 секунда 3 секунды 5 секунд 7 секунд Время экспозиции

-♦-2004 -В-2005 -±-2006 Среднее |

Рис. 2. Урожайность сорта ячменя ярового Приазовский 9 при обработке семенного материала токами высокой частоты различной экспозиции

В таблице 9 приведены результаты изучения влияния токов СВЧ на элементы структуры сорта ячменя ярового Приазовский 9 в среднем за 2004 -2006 годы.

Таблица 9. Влияние токов высокой частоты на элементы структуры и биологическую урожайность ячменя ярового, (2004- 2006 гг.)

Показатели Кон- Время экспозиции, секун- НСР05

троль ДЫ

1 3 5 7

Высота растений, см 58,7 62,4 57,8 59,3 60,7 6,20

Продуктивных стеблей к уборке, шт./м2 465 481 489 448 422 23,5

Зерен в колосе, г 17,8 18,2 18,1 16,9 16,7 0,2

Масса 1000 зерен, г 38,7 41,1 41,6 39,4 39,2 2,2

Продуктивность колоса, г 0,68 0,75 0,75 0,66 0,65 0,04

Применение токов СВЧ достоверно не повлияло на высоту растений.

Наибольшее количество продуктивных стеблей к уборке было отмечено в варианте с экспозицией 3 секунды - 489 шт./м2, где достоверное превышение над контролем составило 5,2%.

Важным показателям структуры урожайности является озерненность колоса. По этому показателю достоверно превысили контроль варианты с экспозицией 1 и 3 секунды - 18,2 и 18,1 шт. соответственно.

По крупности зерна также преимущество имели варианты с экспозицией 1 и 3 секунды, где масса 1000 зерен составила 41,1 и 41,6 г соответственно, превышение над контролем 2,4 и 2,9 г.

Продуктивность колоса зависит от количества зерен в колосе и массы 1000 семян, достоверно более весомый колос (0,75 г) был сформирован в вариантах с экспозицией 1 и 3 секунды или + 10,3% к контрольному варианту. В вариантах с обработкой при 5 и 7 секундной экспозиции, особенно 7 сек., заметно снижение основных структурных показателей.

По результатом проведенных исследований установлено, что обработка семян токами СВЧ оказало существенное влияние на посевные качества семян. Необходимо отметить, что использование токов СВЧ не только стимулирует ростовые процессы в семенах но и угнетает их если время экспозиции слишком велико. Особенно это влияние заметно при изучении основных посевных показателей.

Таблица 10. Влияние токов высокой частоты на посевные качества сорта ячменя ярового Приазовский 9, 2004-2006 гг.

Посевные качества Контроль Время экспозиции, сек.

1 3 5 7 НСРоз

Энергия прорастания, % 73,8 76,3 79,0 70,2 70,6 3,5

Всхожесть лабораторная, % 94,9 98,3 99,7 92,3 92,5 4,6

Всхожесть полевая, % 81,0 88,9 90,4 78,3 79,1 4,9

Полнота всходов, % 85,3 90,4 90,7 84,8 85,5 4,5

Сила роста а) количество пробившихся ростков, % 72,1 73,1 77,4 64,9 63,5 3,7

б) масса 100 ростков, г 37,9 42,5 44,5 36,2 35,1 1,9

Достоверно превысил контроль вариант с экспозицией 3 секунды по всем показателям посевных качеств семян (табл. 10). По полевой всхожести и полноте всходов так же достоверно превысил контроль вариант с экспозицией 1 секунда. В вариантах с применением 5 и 7 секундной экспозиции достоверно снижение всех посевных качеств семян.

Согласно анализа биохимических показателей необходимо отметить, что применение, токов СВЧ при обработке семян ячменя ярового сорта Приазовский 9 с экспозицией 1,5,7 секунд не оказало достоверно существенного влияния на содержание белка в зерне, а так же лизина в белке и муке. Однако следует отметить, что при использовании экспозиции 3 секунды получено достоверное превышение над контролем по содержанию белка в зерне (+9,5%) и лизину в белке (+6,0%).

Таблица 11. Биохимические показатели в зависимости от обработок семян токами СВЧ

Биохимические показатели Контроль Время экспозиции, секунд

1 3 5 7 НСР„5

Белок, % 11,21 11,68 12,28 11,33 11,04 0,69

Лизин в белке, % 3,64 3,71 3,86 3,68 3,71 0,18

Лизин в муке, мг 0,452 0,455 0,452 0,457 0,446 0,04

4. Экономическая эффектйвность репродуктивности семян, использования стимуляторов роста и токов высокой частоты

Оценку экономической эффективности проводили с использованием таких показателей как стоимость произведенной продукции, понесенные на это затраты, условно-чистый доход и рентабельность. Уровень рентабельности является основным показателям экономической эффективности.

Результаты исследований и фактические затраты по вариантам сравнивали с контрольным вариантом с полным соблюдением всех условий проведения опытов. Результаты расчета экономической эффективности возделывания ярового ячменя приведены в таблице 12.

В среднем за пять лет, наибольшая прибавка получена в варианте с использованием оригинальных семян первого года, и она составила 36120 рублей. В варианте с использованием оригинальных семян второго и третьего года был получен доход 19820 и 19410 рублей соответственно. При выращивании семенных посевов, начиная с 1-й репродукции, идет уменьшение чистого дохода и к четвертой репродукции он составил 2701 рубль.

Таблица 12. Экономическая эффективность возделывания ячменя ярового сорта Приазовский 9 в зависимости от репродукций

Реп Выход Стоимость Затраты Условно Себестои Рента

родукция семян, получен- руб./га чистый мость, бель-

т/га ных семян, доход с руб./т ность,

руб. га, руб. %

ОС 1 2,58 69,66 33,54 36120 13000 107

ОС 2 2,54 53,34 33,52 19820 13196 59,1

ОС 3 2,52 52,92 33,51 19410 13297 57,9

ЭС 2,41 36,15 26,76 12277 11104 45,8

РС 1 2,33 27,96 20,76 7200 8910 34,7

РС 2 2,30 23,0 17,44 5560 7583 31,9

РСЗ 2,22 17,76 13,72 4034 6183 29,4

РС 4 2,22 13,32 10,61 2701 4783 25,4

Уровень рентабельности был выше при использовании оригинальных семян первого года и составил 107 %. В дальнейшем при репродуцировании семян идет снижение рентабельности, особенно это заметно в репродукционных семенах, где рентабельность снизилась в РС 4 до 25,4%.

Данные, полученные при использовании стимуляторов роста на семена ячменя ярового, показали, что наибольший выход семян получен при использование препаратов «Новосил» и «Альбит» составил 2,32 т/га и 2,29 т/га соответственно (табл. 13). На основании полученных данных можно выделить стимулятор роста «Новосил», чистый доход при применении которого составил 15546 рублей, что на 17,8 % выше контрольного варианта. Уровень рентабельности в этом варианте составил 46,9 % или на 15,8 % выше контроля.

Таблица 13. Экономическая эффективность использования стимуляторов роста на оригинальных семенах сорта ячменя ярового Приазовский 9

Наименова- Выход Условно Себе- Рента-

ния семян, Стоимость Затра- чистый стои бель-

препарата т/га получен- ты доход с мость, ность,

ных семян, руб./га га, руб. руб./т

руб. %

Контроль 2,18 26,16 32,58 13196 14947 40,5

Новосил 2,32 41,76 33,17 15546 14299 46,9

Альбит 2,29 50,38 33,33 14755 14557 44,3

Планриз 2,21 38,01 32,68 13729 14788 42,0

Гумат калия 2,19 76,65 32,67 13320 14918 40,8

Наибольшая экономическая эффективность при предпосевной обработке токами высокой частоты, была отмечена в варианте с использованием трех секундной экспозиций. Себестоимость в этом варианте составила 13748,7 рублей, что ниже контрольного варианта на 8,7% (табл. 14).

Таблица 14. Экономическая эффективность использования токов высокой частоты на оригинальных семенах сорта ячменя ярового Приазовский 9

Время Выход се- Условно - чис- Себестоимость, Рентабельность,

экспозиции мян, тый доход с га, руб./т %

т/га руб.

Контроль 2,18 13196,2 14946,7 40,5

1 секунда 2,26 14876,0 14417,7 45,7

3 секунды 2,37 17185,6 13748,7 52,7

5 секунд 2,24 14445,1 14551,3 44,3

7 секунд 2,18 13194,7 14947,4 40,5

В этом же варианте (экспозиция 3 секунды) был получении наибольший показатель чистого дохода он составил 17185,6 рублей, что на 30,1% выше контрольного варианта.

Важное значение имеет уровень рентабельности, которая наибольшей (52,7%) отмечена в варианте с экспозицией три секунды.

Проведенные физические обработки семян токами высокой частоты на ячмене яровом сорта Приазовский 9 показали, что при использовании экспозиции с трехсекундным интервалом получены наибольшие экономические показатели.

ВЫВОДЫ

1. Для получения наивысшей урожайности кондиционных по сортовым показателям семян целесообразно использовать для посева оригинальные, элитные семена и 1 репродукцию. Дальнейшее длительное репродуцирование семян (особенно РС 3 и т.д.) сопровождается снижением сортовой чистоты, увеличением содержания нетипичных растений и поражения посевов пыльной головней до 0,15% в РС 3 и 0,17% в РС 4.

2. С увеличением числа лет использования семян наблюдается снижение основных показателей структуры урожая, что приводит к снижению урожайности ярового ячменя на 17,1% в РС 4 в сравнении с ОС 1.

3. Установлено, что репродуцирование семян негативно сказывается на основных посевных качествах семян ячменя ярового сорта Приазовский 9, особенно существенно снижение полевой всхожести в среднем за годы (2004-2008) исследований на 9,2% в РСЗ и 10,2% в РС 4 в сравнении с ОС 1.

4. Среди изученных стимуляторов роста выделены «Новосил» и «Альбит». Предпосевная обработка семян этими препаратами в среднем за годы исследований обеспечила прибавку урожайности ячменя ярового сорта Приазовский 9 в сравнении с контролем на 7% и 6,8% соответственно.

5. Энергия прорастания и полевая всхожесть при использовании препарата «Новосил» составила 90,5 и 89,1% соответсвенно, превысив контрольный вариант на 6,6 и 4,1%. По препарату «Альбит» 93,8 и 89,4 % соответственно.

6. Применение препарата «Новосил» сокращало период вегетации в среднем на 4 дня, что весьма важно, так как усиление засух в период налива в последние годы существенно снижает урожайность ячменя ярового..

7. Использование токов СВЧ для обработки семян ячменя ярового сорта Приазовский 9 в экспозиции 3 секунды достоверно повлияло на урожайные, посевные и качественные показатели. Так средняя урожайность в этом варианте за годы изучения составила 3,16 т/га или 11,4% к контролю, это было достигнуто за счет более озерненного, чем на контроле колоса, крупного зерна и лучших показателей продуктивного колосостоя.

В этом же варианте так же получено достоверное превышение над контрольным по основным посевным качествам выращенных семян и содержанию белка и лизина в зерне.

8. При репродуцировании семян ячменя ярового наибольшая рентабельность была отмечена в вариантах с использованием оригинальных семян первого года 107%, в дальнейшем идет снижение этого показателя до 25,4% в РС 4.

9. Обработка семян ячменя ярового перед посевом регуляторами роста «Новосил» и «Альбит» экономически эффективна и целесообразна. Так рентабельность использования препарата «Новосил» составила 46,9%, при 15546 руб./га условно чистого дохода, препарата «Альбит» 44,3% и 14755 руб./га соответственно.

10. Предпосевная обработка семян ЭМП СВЧ ( электромагнитное поле сверхвысокой частоты) способствует активизации в них процессов обмена веществ, усиливает ферментативную активность, что способствует повышению качества посевного материала и продуктивности растений ячменя ярового. Электромагнитное поле сверхвысокой частоты в оптимальных дозах (время экспозиции 3 секунды), повышает урожайные и посевные качества. В этом варианте (экспозиция 3 секунды) получен наибольший условно-чистый доход (17185,6 руб./га) и рентабельность (52,7%).

Предложения производству

1. Использовать для посева ячменя ярового семена не выше 2 репродукции, так как дальнейшее репродуцирование существенно снижает не только урожайность, но и основные показатели качества семян.

2. Применение стимуляторов роста «Новосил» в дозе 10 г/т и «Альбит» в дозе 40 мг/т для обработки семян ячменя ярового экономически эффективно и целесообразно. Применение препарата «Новосил» позволило сократить вегетационный период в среднем на 4 дня, что весьма существенно в условиях усилившейся за последние годы аридности климата.

3. Использовать для повышения урожайности, посевных и качественных показателей обработку семян ячменя ярового токами СВЧ с рабочей частотой 2375 МГц с экспозицией 3 секунды.

Основные работы, опубликованные по теме диссертации Работы, опубликованные в изданиях рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ:

1. Романюкин, А.Е. Влияние токов высокой частоты на урожайность и качественные показатели семян ярового ячменя сорта Приазовский 9 [ Текст ] / А.Е. Романюкин // Научный журнал Куб ГАУ [ Электронный ресурс] - Краснодар: Куб ГАУ, 2011. - №68(04). - Режим доступа: http: // ej. Kubagro. пі/ 201 l/04/pdf/37.pdf

2. Романюкин, А.Е. Влияние стимуляторов роста на посевные качества и урожайность ячменя ярового в условиях южной зоны Ростовской области [Текст] / Е.Г. Филиппов, А.Е. Романюкин // Вестник мичуринского государственного аграрного университета.- 2011. - №2. - Часть 1.- С. 148-151.

Публикации в других изданиях:

3. Романюкин, А.Е. Элементы продуктивности растений и урожайность ярового ячменя в зависимости от предпосевной обработки токами СВЧ / Е.Г. Филиппов, А.Е. Романюкин // Проблемы интенсификации и экологизации земледелия России: Материалы научно-практической конференции. - п. Рассвет: ГНУ ДЗНИИСХ, 2006.-С. 15-18.

4. Романюкин, А.Е. Предпосевная обработка семян ячменя стимуляторами роста / Е.Г. Филиппов, А.Е. Романюкин // Современные принципы и методы селекции ячменя: Сб. трудов международной научно-практической конференции. - г. Краснодар, 2007. - С. 249-252.

5. Романюкин А.Е. Влияние репродуцирования семян на урожайность ярового ячменя/ Е.Г. Филиппов, А.Е. Романюкин, Г.Е. Филиппов// Достижения, направления развития сельскохозяйственной науки России (селекция, семеноводство, технология, экономика) - г. Ростов-на-Дону, 2005.-464С.

6. A.c. № 51454 Сорт ярового ячменя Щедрый / Романюкин А.Е., Дерова Т.Г., Донцова A.A., Матвиевская Н.И., Приходькова Л.П., Сарычева Н.И., Сереб-рянская В.П., Сокол A.A., Сокол Т.В., Тищенко A.A., Филиппов Е.Г., Фирсо-ва Т.И. № 91544741; с датой приоритета 02.12.2008 - ( Зарег. Гос.ком. по делам откр. и изобр. В Гос. реестре селекц. достиж.).

7. A.c. № 53438 Сорт ярового ячменя Леон / Романюкин А.Е., Гладченко Н.В., Григорьев В.В., Донцов Д.П., Донцова A.A., Игнатьева Н.Г., Ионова Е.В., Парамонов A.B., Серебрянская В.П., Сокол A.A., Сокол Т.В., Филиппов Е.Г., Фирсова Т.И. № 9052841; с датой приоритета 01.12.2009 - ( Зарег. Гос.ком. по делам откр. и изобр. В Гос. реестре селекц. достиж.).

8. A.c. № 51460 Сорт ячменя двуручка Тигр / Романюкин А.Е., Донцова A.A., Копусь М.М., Морозова Е.А., Приходькова Л.П., Репко Н.В., Сокол A.A., Сокол Т.В., Тищенко A.A., Филиппов Е.Г., Фирсова Т.И., Хронюк В.Б. № 9154744; с датой приоритета 02.12.2008 - ( Зарег. Гос.ком. по делам откр. и изобр. В Гос. реестре селекц. достиж.).

ЛР 65-13 от 15,02,99, Подписано в печать 24.02.2012 Формат 60x80/16. Уч.-изд. л. 1,0 Тираж 100 экз. Заказ № 71

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

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Романюкин, Александр Егорович, Зерноград

61 12-6/366

Российская академия сельскохозяйственных наук Всероссийский научно-исследовательский институт зерновых культур

им. И.Г.Калиненко

На правах рукописи

УДК: 633.16: 631.531.12

Романюкин Александр Егорович

Посевные качества и урожайность семян ячменя ярового в зависимости от репродукционных, физических и химических факторов

Специальность: 06.01.05- селекция и семеноводство сельскохозяйственных

растений

Диссертация

на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель-кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Е.Г.Филиппов

Зерноград- 2012

Содержание

Введение 4

1. Обзор литературы

1.1. История возделывания и народно-хозяйственное значение культуры ячменя 7

1.2. Биологические особенности развития ячменя 10

1.3. Роль репродуцирования семян в формировании урожайности

и семенных показателей 15

1.4. Влияние стимуляторов роста и обработки токами высокой частоты

на урожайные, семенные и качественные показатели 28

2. Почвенно-климатические условия и методика проведения исследований 41

2.1. Характеристика почвенно-климатических условий место проведения опытов 42

2.2.Погодные условия в годы проведения опытов 44

2.3. Методика исследований 53

3. Результаты исследований 62 3.1 Влияние репродуцирования семян на урожайные и посевные качества ячменя ярового 62 3.2. Элементы структуры, величины и качество урожая 67 3.3 Влияние репродуцирования семян на посевные качества ячменя ярового 70

4. Современные приемы повышения качества семян в процессе предпосевной подготовки 75

4.1. Влияние стимуляторов роста на посевные качества

и урожайность ячменя ярового 75

4.2. Роль токов высокой частоты в формировании урожайности

и качественных показателей семян 82

5. Экономическая эффективность репродуцирования семян

и использования стимуляторов роста и токов высокой частоты 90

Выводы 98

Предложения производству 100

Список использованной литературы 101

Приложения 121

Введение

Актуальность темы. Повышение эффективности растениеводства является одним из наиболее значимых факторов стабилизации сельскохозяйственного производства. Ускорение интенсификации земледелия может быть достигнуто в первую очередь за счет рационального использования имеющихся резервов агротехнических факторов. В системе факторов, определяющих эффективность технологических процессов в растениеводстве, высококачественным семенам практически во все времена принадлежала ведущая роль.

Яровой ячмень на Дону является одной из основных возделываемых зерновых культур. В получении высоких и стабильных по годам урожаев важная роль принадлежит семеноводству. Основной задачей которого является реализация достижений селекции за счет ускоренного размножения семян с сохранением их сортовых и урожайных показателей.

Поэтому изучение вопросов сохранения сортовых и ценных хозяйственно-биологических качеств при пересеве семян в процессе репродуцирования ячменя весьма актуально.

Усилившаяся аридность климата в период вегетации ячменя в последнее десятилетие повлекла за собой модернизацию технологии возделывания в которой все шире отводится место для регулирования роста и развития растений за счет применения экологически безопасных методов предпосевной стимуляции семян. В связи с чем возникла потребность в изучении влияние на семена токов сверхвысокой частоты (СВЧ) экологически безопасных регуляторов роста отечественного производства с целью определения эффективности использования их в посевах ячменя, так как потенциал продуктивности этой культуры в современных условиях реализуется не полностью, а стимуляторы роста способны увеличить адаптивные возможности растений, активизировать их жизненный потенциал и повысить устойчивость к стресс-факторам среды.

Цель исследований - целью проведенных исследований являлось определение длительности сохранения наиболее важных сортовых, посевных и хозяйственно-биологических показателей и их влияния на урожайность при репродуцировании семян сорта ячменя ярового Приазовский 9.

Установить целесообразность применения обработки семян сорта ячменя ярового Приазовский 9 экологически безопасности регуляторами роста отечественного производства и токами СВЧ (сверхвысокой частоты), с целью повышения урожайных, посевных и качественных показателей.

Задачи исследований:

- выявить влияние репродуцирования на формировании урожая и посевные качества семян;

- изучить эффективность влияния стимуляторов роста на урожайность и качественные показатели посевного материала;

- установить зависимость урожайности и качества семян от воздействия токов сверхвысокой частоты (СВЧ);

- определить экономическую эффективность: репродуцирования семян; применения стимуляторов роста и токов СВЧ.

Научная новизна. Впервые в условиях южной зоны Ростовской области изучено влияние репродуцирования семян ячменя ярового сорта Приазовский 9, а также влияние стимуляторов роста и обработки семян токами СВЧ на урожайные, и технологические качества. Проведена экономическая оценка изучаемых приемов.

Практическая значимость работы. На основании результатов исследований производству предложены отдельные элементы технологических приемов выращивания ячменя ярового, которые позволят увеличить урожайность улучшить экономическую эффективность возделывания культуры.

Основные положения, выносимые на защиту:

- определение различий в урожайности посевных и качественных показателях при репродуцировании сорта ячменя ярового Приазовский 9.

- влияние обработки семян регуляторами роста и токами СВЧ на посевные показатели; урожайность и качество семян и зерна.

- энергетическая оценка репродуцирования сорта Приазовский 9 и различных приемов обработки семян для стимуляции ростовых процессов.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и получили положительную оценку на заседаниях ученого совета Всероссийского НИИ зерновых культур имени И.Г. Калиненко (2004-2009гг.), научно-практических конференциях в АЧГАА (Зерноград, 2006-2008гг.), заседаниях общества ВОГиС по генетике и селекции сельскохозяйственных растений на Дону (Ростов-на-Дону 2006,2007), международной научно-практической конференции КНИИСХ ( г. Краснодар, 2007). По материалам диссертационной работы опубликовано 5 научных статей, в том числе 2 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. Получено 3 авторских свидетельства на сорта озимого и ярового ячменя а.с. №51454 от 28.02.2011 на сорт ячменя ярового Щедрый, а.с. №51460 от 07.12.2011 на сорт ячменя двуручка Тигр, а.с. № 53438 от 07.12.2011 на сорт ячменя ярового Леон.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, основных выводов и предложений для семеноводства, списка литературы из 209 наименований, в том числе 22 иностранных. Работа изложена на 141 страницах машинописного текста, включает 20 таблиц, 12 рисунков и 49 приложений.

Представленная работа написана на основании экспериментального материала, выполненного лично автором в течение 2004 - 2008годов. Автор выражает искреннюю признательность коллективу отдела и научному руководителю, заведующему отделом селекции и семеноводства озимого и ярового ячменя кандидату с.-х. наук, доценту Е.Г. Филиппову.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1.1. История возделывания и народно-хозяйственное значение культуры ячменя

Ячмень принадлежит к числу древнейших растений. Как культура ячмень начал возделываться в XV веке до н.э. и считается наидревнейшей зерновой культурой на земном шаре (Бахтеев Ф.Х., 1993, 1995; Трофимов-ская А.Я., 1972). Он лишь немного уступает пшенице по давности окультуривания (Вальков В.Ф., 1986). Ячмень обладает высокой приспособленностью к разным почвенно-климатическим условиям и благодаря многообразию форм возделывается во всех странах мира.

По данным Г.В. Коренева и др. (1983), площади посевов ячменя в мировом земледелии составляли в конце 80-х годов около 60 млн. га, а к 1997 году увеличились до 97,7 млн. га. Доля ячменя превышает 12 % общей площади посевов зерновых культур на земном шаре (Минеев В.Г., 1990; Са-хибгареев A.A., Гареев Д.Б., 1997).

В России посевные площади ярового ячменя в 2006 году составили 9440 тысяч га, в 201 Огоду - при 6753 тысяч га, имеет место тенденция снижения посевных площадей. ( Баталова Г.А. ,2011)

Бывшие республики СССР являются крупнейшими производителями зерна ячменя, он высевается во всех агроклиматических зонах, наиболее интенсивный рост посевных площадей наметился в 50-е годы с освоением целинных земель, а также с изменением структуры поля с учетом культуры земледелия и других факторов (Кравченко А.Н., 1990).

В России яровой ячмень возделывается повсеместно и по посевным площадям занимает второе место после пшеницы, а по урожайности уступает только озимой пшеницы, кукурузе и рису. Он используется также в качестве страховой культуры; в отдельные годы, когда пересевают погибшие озимые, площади его посевов значительно возрастают (Сахибгареев A.A., Гареев Д.Б., 1997).

В Ростовской области ячмень, является ведущей зернофуражной культурой. В последние годы посевные площади его составляют 0,4-0,6 млн.га.

Ячмень - культура многопланового использования. По данным ФАО, из ежегодных валовых сборов ячменя 42- 48 % расходуется на промышленную переработку, включающую приготовление различных комбикормов, 6-8 % на производство пива, 15 % на пищевые и 16 % непосредственно на кормовые цели (Неттевич Э.Д. и др., 1981; Алабушев В.А., 1992). В Российской Федерации 70 - 75 % валового сбора зерна ячменя используется на кормовые цели (Трофимовская А.Я., 1954, 1972; Борисоник З.Б. , 1974).

Большой интерес, проявляемый к ячменю во всем мире, связан с универсальностью культуры (Сокол A.A., 1985). В зерне ячменя содержится 1012 % сырого протеина, 2,0-2,2 % жира, 4,5-6,0 % клетчатки, 60-66 % крахмала, 2,8-3,5 % золы.

Ячменное зерно имеет высокое содержание белка и крахмала и поэтому является прекрасным высококонцентрированным кормом. По питательной ценности оно значительно превосходит пшеницу и кукурузу благодаря сбалансированному аминокислотному составу белка, где содержится весь набор незаменимых аминокислот, включая особо дефицитные - лизин, метионин, триптофан (Борисоник З.Б., 1974; Егорова Н.В., 1998).

На долю ячменя в общем производстве концентрированных кормов приходится 55-75 % (Алабушев В.А., 1992). Недостающее количество покрывается в основном за счет пшеницы, что экономически невыгодно, так как зерно пшеницы более дорогостоящее и менее ценное по качеству белка, чем зерно ячменя.

Солома ячменя - хороший грубый корм для скота. В ней больше питательных веществ, чем в пшеничной, ржаной, овсяной соломе, а по содержанию переваримого протеина она близка к силосу из кукурузы в стадии мо-лочно-восковой спелости (Сокол A.A., 1985). Ячмень используется также для получения зеленого корма и сенажа.

Велика роль ячменя в пищевой промышленности. Зерно этой культуры используют для приготовления различных видов круп, из солода с повышенным содержанием белка пищевая промышленность выпускает ячменный кофе, оказывающий тонизирующее действие на организм человека (Борисо-ник З.Б., 1974; Сокол A.A., 1985). В ряде государств Азии, Африки, Латинской Америки ячмень по-прежнему возделывается как хлебная культура (Са-хибгареев A.A., Гаитов Т.А., 1999). В Дании ячмень выращивают как специальное кормовое растение, зерно которого используют для производства бекона.

Особую ценность представляет ячмень для пивоваренной промышленности, так как биологическое и морфо-физиологическое строение его зерновки позволяет применять механизированные промышленные технологии производства пива. Для стимулирования возделывания ячменя на пивоваренные цели государство оплачивает зерно, соответствующее требованиям ГОСТа, по повышенным ценам (Неттевич Э.Д., Коробов И.П., 1983; Нетте-вич Э.Д. и др., 1981; Сахибгареев A.A., Гареев Д.Б., 1997). Кроме того, отходы пивоваренного производства - пивная дробина - отличный корм для молочного скота (Глуховцев В.В., 2001).

Надо отметить и энергосберегающую особенность ячменя. Исследования в ВИР (Всероссийский институт растениеводства) показали, что расход энергии на производство ячменя и кукурузы, способных обеспечить получение 1 тонны животного белка, соответственно составляет 1270 х 104 и 2100 х 104 ккал (Алабушев В.А., 1992).

Необходимо также учесть, что ячмень в условиях Ростовской области имеет наименьшую себестоимость среди зерновых (Сокол A.A., 1985). Немаловажно и то, что на менее плодородных почвах он оказывается урожайнее других культур, так как может использовать питательные вещества из почвы даже тогда, когда другим они уже недоступны.

В настоящее время во ВНИИЗК им. И.Г.Калиненко созданы сорта ярового ячменя с потенциалом урожайности до 7 т/га. Эти сорта очень от-

зывчивы на внесение удобрений и позволяют получать стабильные урожаи в условиях неустойчивого увлажнения Ростовской области. Сорта Зерноградец 770, Приазовский 9, Ясный дают зерно, отвечающее требованиям ГОСТ 5060 - 86 на пивоваренное сырье.

1.2. Биологические особенности развития ячменя

Культурный ячмень - это однолетнее растение с озимым, яровым и альтернативным типом развития (двуручки).

Как растение длинного дня, он для своего развития требует сравнительно длительного светового освещения (Борисоник З.Б., 1974).

Яровой ячмень - культура умеренного климата, поэтому у него незначительная потребность в тепле как в течение всей вегетации, так и в отдельные ее периоды (Алабушев В.А., 1992).

Зерно ячменя начинает прорастать при температуре 1-2° С, однако наиболее благоприятная температура 20-23° С (Сокол A.A., 1985). Сумма активных температур, необходимых для появления всходов, составляет около 100° С (Лукьянова М.В. и др., 1990).

В начальный период развития ячменя оптимальной является температура 10-15° С, что значительно ниже оптимума для прорастания семян (20 -23° С). Высокая температура ускоряет развитие и сокращает фазы кущения и формирования элементов продуктивности колоса (Неттевич Э.Д. и др., 1981).

Ячмень в процессе роста и развития проходит следующие фазы вегетации: прорастание, всходы, кущение, выход в трубку, колошение, цветение, спелость зерна (молочная, восковая, полная). Формирование органов протекает этапами. Различают 12 основных этапов органогенеза (Алабушев В.А. и др., 2001), которые в растении идут параллельно с возрастными изменениями и процессами стадийного развития (табл. 1).

Таблица 1. Основные этапы органогенеза

Фазы Этапы органогенеза и формирование элемен- Формируемые

тов продуктивности ячменя элементы про-

дуктивности

Всходы 1- формирование первичного конуса нарас- Густота стояния

тания растений

2- дифференцирование зачаточных узлов и

междоузлий стебля, формирование конуса

нарастания, боковых побегов

Кущение 3- вытягивание и рост верхней части конуса Длина колоса

нарастания, дифференциация его нижней ча-

сти на сегменты, начало закладки колосков в

колосе

4- начало формирования колосковых бугор- Колосков коло-

ков, нарастание будущего колоса са

Выход в 5- формирование цветков, колосковых че- Число зерен

трубку шуй, дифференциация колоскового бугорка,

генеративных органов

6- формирование элементов колосков Высота расте-

7- завершение формирования генеративных ний, фертиль-

органов, окончание скрытных процессов ор- ность цветков

ганогенеза

Колошение 8- завершение формирования органов соцве-

тия цветка

9- оплодотворение и образование зиготы Озерненность

10- рост и формирование зерновки колоса

Молочная 11 - накопление питательных веществ в зер- Величина зер-

спелость новке новки

Восковая, пол 12- предотвращение питательных веществ в Масса зерновки

ная спелость запасные

В оптимальных условиях фаза прорастания длится от 2 до 5 дней. Ячмень требует для своего прорастания больше воды, чем другие хлебные злаки - 48-65 % от веса сухого вещества (Трофимовская А .Я., 1972). По данным Ф.М. Купермана (1995), В. Складала (1961), И.М. Коданева (1964), для прорастания ячменному зерну требуется не менее 50 % влаги от своего веса, а при влажности почвы менее 30 % полной влагоемкости прорастание зерна полностью прекращается.

Период «посев - всходы» очень важен в жизни ячменя, так как неблагоприятные условия, ведущие к задержке появления проростков, могут обусловить гибель части семян и снижение полноты всходов (Я.Я. Лепайыэ, 1973).

Э.Д. Неттевич и др. (1981) считают, что всходы ячменя могут выдерживать кратковременные заморозки до -5 - 8° С, а при продолжительном воздействии низкие температуры ведут к гибели надземных органов.

Двурядные ячмени прорастают, как правило, четырьмя-шестью, иногда восемью, а многорядные - тремя-шестью корешками. После появления зародышевых корней трогается в рост стеблевой побег (Сергеев В.З., 1970; Сокол A.A., 1985).

Во время появления на поверхности почвы второго листа у растений ячменя на подземной части стебля, на глубине 1-3 см, образуется утолщение, впоследств�