Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Совершенствование агротехнологии пивоваренного ячменя в южной лесостепи Западной Сибири

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Совершенствование агротехнологии пивоваренного ячменя в южной лесостепи Западной Сибири"

На правах рукописи

V. " •

Штро

Евгений Владимирович

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ АГРОТЕХНОЛОГИИ ПИВОВАРЕННОГО ЯЧМЕНЯ В ЮЖНОЙ ЛЕСОСТЕПИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

06.01.01 - Общее земледелие, растениеводство

3 О МАЙ 2013

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискаиие учёной степени кандидата сельскохозяйственных паук

005060619

Омск 2013

005060619

Работа выполнена в отделе земледелия ГНУ «Сибирский научно-исследовательский институт сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук»

Научный руководитель: Юшкевич Леонид Витальевич

доктор сельскохозяйственных наук

Официальные оппоненты: Ершов Василий Леонидович

доктор сельскохозяйственных наук, профессор, зав. кафедрой земледелия и растениеводства ФГБОУ ВПО ОмГАУ им. П.А. Столыпина Клапотовский Максим Анатольевич кандидат сельскохозяйственных наук, главный специалист по науке отдела растениеводства и землепользования управления производственной деятельностью Министерства сельского хозяйства и продовольствия Омска и Омской области

Ведущая организация: ГНУ «Алтайский научно-исследовательский институт сельского хозяйства Россельхозакадемии»

Защита диссертации состоится «21» июня 2013 года в 13-00 часов на заседании диссертационного совета ДМ 220.050.01 при ФГБОУ ВПО «Омский государственный аграрный университет им. П.А.Столыпина» по адресу, г. Омск, 644008, Институтская площадь, 2 Тел./факс: (3812) 65-17-35, E-mail: Potocby@bk.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО ОмГАУ им. П.А.Столыпина.

Автореферат разослан «6» мая 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета V/Z^^pzi- И.В. Потоцкая

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Разработка и совершенствование технологии возделывания пивоваренного ячменя применительно к специфическим условиям Западной Сибири способствует увеличению производства местного, более дешевого сырья, что позволяет повысить конкурентноспособность продукции пивоваренных заводов и благоприятно сказывается на финансовом оздоровлении производителей сельскохозяйственной продукции в регионе. В Омской области в 2012 году ячмень возделывали на площади 360 тыс. га, из них сортами пивоваренного назначения было занято около 40 %. Около половины всех посевов пивоваренного ячменя - это иностранные сорта (Беатрис, Ксанаду и Аннабель). Связано это, в первую очередь с тем, что специалисты крупнейшего пивоваренного завода Омской области «СанИнбев», даже в благоприятные годы, когда зерно ячменя отечественных сортов отвечает требованиям ГОСТ 5060-86 «Ячмень пивоваренный. Технические условия» по содержанию белка, предпочитают работать с сырьем, полученным из зерна пивоваренного ячменя инорайонных сортов, обладающих лучшими солодовыми свойствами.

Степень разработанности темы. Изучением элементов технологии возделывания пивоваренного ячменя в условиях лесостепи Западной Сибири занимались: Овчаренко М.В. (Новосибирская область, 2001 г.), Стишенко О.В. (Омская область, 2002 г.), Максимов P.A. (Омская область, 2004 г.), Чибис В.В. (Омская область, 2005 г.). Исследования проводились с отечественными сортами (Омский 87, Омский 90, Сигнал, Никита, Эльф, Лука), которые отвечают требованиям для пивоварения только во влажные годы. Изучались элементы технологии: сорта, предшественники, сроки и нормы высева, удобрения. Даны рекомендации по выбору предшественника, районов возможного возделывания пивоваренного ячменя, сроков и норм высева, доз удобрений. Выявлена зависимость между урожайностью пивоваренного ячменя, его качеством и погодными условиями.

Цель исследований: совершенствование технологии возделывания ячменя на пивоваренные цели, обеспечивающей высокие показатели продуктивности и качества зерна при оптимальном сочетании систем основной обработки почвы с применением средств интенсификации в южно-лесостепных агро-ландшафтах Западной Сибири.

Задачи исследований:

- изучить влияние различных по интенсивности воздействия приемов основной обработки почвы и средств интенсификации на агрофизические свойства, водный и питательный режимы, микробиологическую активность в посевах пивоваренного ячменя иностранной селекции;

- определить фитосанитарное состояние агрофитоценоза пивоваренного ячменя при различных системах основной обработки почвы и применении средств интенсификации (сорная растительность, развитие корневой гнили и листостеблевых инфекций);

- установить влияние систем основной обработки почвы и средств интенсификации на продуктивность и качество зерна пивоваренного ячменя;

- дать экологическую, экономическую и биоэнергетическую оценки системам основной обработки почвы и применению средств интенсификации в посевах пивоваренного ячменя;

- обосновать возможность выращивания инорайонных сортов пивоваренного ячменя при оптимальном сочетании средств химизации в южной лесостепи Западной Сибири на основе изучения морфологических особенностей культуры, водного режима почвы, фитосанитарного состояния посевов, показателей продуктивности и качества продукции (зерно);

- выявить влияние сроков однофазной уборки ячменя сортов Омский 90 и Аннабель на урожайность и качество конечной продукции (зерно).

Научная новизна работы. Впервые в условиях южной лесостепи Западной Сибири изучены изменения агрофизических параметров, биологической активности, водного и питательного режимов черноземных почв при посеве пивоваренного ячменя сорта иностранной селекции Аннабель, направленность их изменений при применении различных по интенсивности воздействия приемов основной обработки почвы и средств интенсификации. Обоснована эффективность применения оптимальных сочетаний ресурсосберегающих технологий обработки почвы и средств интенсификации. Установлены особенности фитосанитарного состояния посевов пивоваренного ячменя в зависимости от интенсивности основной обработки почвы и применения средств интенсификации. Исследовано влияние средств интенсификации на формирование на начальном этапе развития корневой системы и площадь листовой поверхности у сортов пивоваренного ячменя. Определено влияние сроков однофазной уборки на урожайность и качество зерна ячменя для пивоваренных целей. Установлена производственно-экономическая эффективность применения ресурсосберегающих технологий и комплексной химизации при выращивании пивоваренного ячменя в лесостепных агроландшафтах Западной Сибири.

Теоретическая и практическая значимость работы. Использование результатов комплексных исследований по совершенствованию элементов технологии возделывания пивоваренного ячменя на основе ресурсосберегающих обработок почвы и средств интенсификации в почвенно-климатических условиях региона будет способствовать увеличению производства высококачественного сырья, отвечающего требованиям ГОСТ 5060-86 «Ячмень пивоваренный. Технические условия».

Материалы исследований использованы при разработке научно-методического пособия на тему: «Агротехнология пивоваренного ячменя, адаптированная к лесостепному агроландшафту Западной Сибири (на примере Омской области)» (2012 г.).

Рекомендованные технологии возделывания пивоваренного ячменя внедрены в ООО «Измайловское» Калачинского района Омской области (2010-2012 гг.) на площади 564 га, получена урожайность зерна 2,03-2,61 т/га. Чистый доход составил 6929 рублей с гектара, при рентабельности 83 %.

Методология и методы исследований: Учеты и наблюдения проводились по общепринятым методикам в изложении: Казакова Е.Д (1967), Шиятого ЕЛ (1970), Аринушкиной Е.В. (1970), Тихомировой Л.Д. (1972), Кошелева Б.С. (1977), Доспехова Б. А. (1979), Никигенко Г.Ф. (1984), Гриценко В.В., Калошиной З.М. (1984), Вадюниной А.Ф., Корчагиной З.А. (1986), Чулкиной В.А. (1987), Ермохина Ю.И., А.Ф. Неклюдова (1994) и других.

Положения, выносимые на защиту:

- системы основной обработки почвы при различном уровне интенсификации, обеспечивающие оптимизацию агрофизических параметров плодородия почвы, микробиологическую активность, питательный режим, водопотребле-ние, засоренность и инфицированность посевов, продуктивность и качество зерна ячменя пивоваренного направления;

- параметры продуктивности и качества зерна в зависимости от сортового состава, средств химизации и сроков однофазной уборки;

- экономическая и биоэнергетическая оценка технологий возделывания пивоваренного ячменя.

Степень достоверности результатов исследований подтверждается значительным объемом многолетних экспериментальных исследований, выполненных с применением современных апробированных методик, дисперсионного, корреляционного анализов, а так же производственной проверкой в ООО «Измайловское».

Апробация результатов исследований. Основные результаты и положения диссертационной работы доложены на международных научно-практических конференциях: «Проблемы современной биологии» (Москва, 2012); «Новейшие направления развития аграрной науки в работах молодых ученых» (Новосибирск, 2012); «Эколого-экономическая эффективность природопользования на современном этапе развития Западносибирского региона» (Омск, 2012); «Природные ресурсы, биоразнообразие и перспективы естественнонаучного образования», (Омск, 2012), а так же на заседаниях НТС отдела земледелия ГНУ СибНИИСХ (Омск, 2010,2011,2012).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 научных работ, общим объемом 3,0 п.л., в том числе 3 работы в изданиях, включенных в перечень ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 209 страницах печатного текста и состоит из введения, 8 глав, выводов, предложений производству, списка литературы и 20 приложений. Список литературы включает 188 наименований, в том числе 3 зарубежных авторов. Работа иллюстрирована 19 рисунками и 58 таблицами.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение. Обоснована актуальность научных исследований.

Глава 1. Обработка почвы и применение средств интенсификации в посевах ячменя. В главе приведены результаты ранее проведенных исследований, посвященные влиянию основной обработки почвы, сортового состава и средств интенсификации на почвенное плодородие, фитосанитарное состояние агрофитоценоза, урожайность и качество зерна ячменя.

Глава 2. Объект, условия и методы проведения исследований

Период полевых исследований (2008-2012 гг.) охватывает все основные особенности погодных условий, характерных климату южной лесостепной зоны Западной Сибири. Почва опытного участка - чернозём выщелоченный среднемощный тяжелосуглинистый с содержанием гумуса в пахотном слое до 7-8%. Исследования выполнены в длительном стационарном (с 1973 г.) опыте лаборатории земледелия чернозёмной лесостепи СибНИИСХоза и включали в себя три опыта: опыт 1-6 вариантов обработки почвы с различной степенью воздействия на верхний слой почвы и 6 вариантов средств химизации и их сочетания (гербициды, удобрения, фунгициды, ретарданты); опыт 2-5 сортов ячменя (2 отечественных и 3 иностранных) и четыре варианта применения средств химизации; третий - 2 сорта ячменя и 5 сроков уборки (первый совпадал с началом восковой спелости зерна, последующие через 5-6 дней). Размещение делянок систематическое, повторность четырёхкратная. Учеты и наблюдения проводились согласно общепринятым методикам.

Глава 3. Агрофизические параметры почвы в зависимости от основной обработки и применения средств интенсификации

Плотность почвы. Установлено, что на ресурсосберегающих приемах обработки в слое 0-20 см уплотнение почвы повышалось и приближалось к оптимальным параметрам -1,04-1,08 г/см3.

Структура почвы. Коэффициент структурности в слое 0-10 см изменялся от 1,61 на минимально-нулевой обработке до 1,18 на комбинированной. В слое 10-20 см показатель коэффициента структурности между обработками существенно не различался (Т^ш). Содержание водопрочных агрегатов в слое 0-10 см уменьшалось от минимально-нулевого (58,8%) к комбинированному и отвальному вариантам (53,5-55,1%) на 6,3-9,0%. Минимизация обработки почвы способствует повышению дифференциации слоев 0-10 и 10-20 см в сравнении

с отвальным вариантом.

Длительное применение средств интенсификации повышает коэффициент структурности и содержание водопрочных агрегатов в слое почвы 0-10 см до 1,68 и 59,1% соответственно. В целом верхний слой чернозема имел устойчивое сложение и благоприятную оструктуренность для роста и развития ячменя.

Эродируемость почвы. Комковатость поверхностного слоя почвы составила в варианте с отвальной обработкой 64,2%, комбинированной - 66,0%, ком-

бинированно-плоскорезной - 69,7%, плоскорезной - 69,6% и минимально-нулевой - 71,4%, или на почвозащитных вариантах она имела тенденцию к повышению на 7,8-10,1%. Количество условной стерни на поверхности почвы повышалось с уменьшением интенсивности обработки с 57,8 до 163,2 шт./м2 или в 2,8 раза, а эродируемость, наоборот, снижалась с 21,0 до 9,1 или в 2,3 раза, что надежно защищает поле от проявления дефляционных процессов.

На варианте с длительным применением средств интенсификации отмечается повышение количества растительных остатков и снижение дефляции почвы соответственно до 30,6 и 21,6%, таблица 1.

Таблица 1 -Влияние системы обработки почвы и средств химизации на эродируемость поверхности поля (в среднем за 2008-2011 гг.)

Система обработки почвы (фактор Л) Вариант химизации (фактор В) Среднее по фактору А

контроль комплексная химизация

К*,% шт./м Э, г К,% С, штУм2 Э, г К,% С, шт./м2 Э, г

Отвальная 62,9 21,3 23,1 65,5 24,3 19,0 64,2 57,8 21,0

Комбинированная 63,1 73,3 17,1 68,8 106,3 12,6 66,0 89,8 14,9

Комбинированно-плоскорезная 69,2 98,7 13,6 70,2 165,3 11,1 69,7 132,0 12,4

Плоскорезная 69,6 95,3 12,6 69,6 155,0 11,6 69,6 125,2 12,1

Минимально-нулевая 70,4 137,3 9,8 72,3 189,0 8,3 71,4 163,2 9,1

Среднее ио фактору В 67,0 93,1 15,2 69,3 134,1 12,5 68,2 113,6 13,9

НСР05 фактор А 3,42 27,95 3,6

фактор В 2,16 39,52 2,28

* К- комковатость;

С - количество условной стерни на поверхности поля; Э - эродируемость.

Водный режим почвы и водопотребление ячменя. К посеву ячменя увлажнение метрового слоя почвы между вариантами обработки различалось незначительно (149-162 мм) и характеризовалось, как хорошее (от 130 до 160 мм), в фазу «трубкование» ячменя, как удовлетворительное - 112-136 мм.

При выращивании ячменя без применения средств интенсификации вариант с минимально-нулевой обработкой уступал по влагозапасам метрового слоя отвальной на 7,3% и плоскорезной на 10,6%.

На варианте без применения средств интенсификации коэффициент водо-потребления ячменя составил 258,5—381,2 мм/т зерна, имея наименьший показатель на отвальной обработке почвы, а наибольший - на комбинированно-плоскорезной. С применением средств интенсификации коэффициент водопо-требления снизился до 99,6-117,6 мм/т зерна при более экономном расходе влаги на плоскорезном варианте.

Глава 4. Влияние систем основной обработки почвы и средств интенсификации на биологическую активность и питательный режим почвы

Биологическая активность почвы. Длительное применение ресурсосберегающих обработок почвы способствовало увеличению общей численности микроорганизмов на 12-27% к отвальной обработке.

На фоне систематического применения гербицидов общая численность микроорганизмов уменьшилась на 18% к контролю (без химизации), в том числе по физиологическим группам: олигонитрофилов - на 27 %, грибов - на 19%, фосфатмобилизующих бактерий - на 12 %. Снижение численности почвенной микрофлоры при применении гербицидов отмечалось на варианте с отвальной обработкой. На почвозащитных вариантах систематическое применение гербицидов не оказало негативного воздействия на численность определяемых групп микроорганизмов (таблица 2).

Таблица 2 -Общая численность микроорганизмов под ячменем в зависимости от интенсивности обработки почвы и применения средств химизации (слой почвы 0-20 см)

В млн. КОЕ/г

Система обработки почвы (фактор А) Вариант химизации (фактор В) Среднее (фактор А)

контроль гербициды комплексная химизация

Отвальная 262 214 304 260

Плоскорезная 291 303 397 330

Мипема-'гт,ненулевая 263 304 304 290

Среднее (фактор В) 272 ±8,0 274 ±17 335 ±19 294

Применение пестицидов при внесении минеральных удобрений не вызвало отрицательного воздействия на количество определяемых групп микроорганизмов. Улучшение азотно-фосфорного питания стимулировало рост их численности в сравнении с контролем. Более высокие значения коэффициента минерализации (0,98-1,01) отмечались при отвальной обработке. На почвозащитных вариантах он снижался до 0,79 на контроле и до 0,95 на комплексной химизации.

Питательный режим почвы. Накопление нитратного азота, в зависимости от вариантов обработки, имело тенденцию снижения при уменьшении интенсивности воздействия на верхний слой почвы. Так, на контроле (без химизации) при отвальной обработке почвы содержание нитратного азота перед посевом в слое почвы 0-40 см составляло 6,4 мг/кг, а на плоскорезном и минимально-нулевом вариантах 4,9 и 3,5 мг/кг соответственно, или меньше на 23,4-45,3%. При длительном применении средств интенсификации перед посевом повышалось содержат« нитратного азота в почве на 37-42% по сравнению с контролем, с сохранением предыдущей тенденции по вариантам обработки почвы.

Исследованиями установлено повышение содержания подвижного фосфора на контроле (без химизации) перед посевом от отвальной (97,5 мг/кг) к ре-

сурсосберегающим (107,5 мг/кг) системам обработки почвы. Длительное применение удобрений увеличивало содержание подвижного фосфора перед посевом до высокой обеспеченности.

Содержание обменного калия было высоким по всем вариантам (238-375 мг/кг) с повышением на ресурсосберегающих обработках почвы. Длительное применение азотно-фосфорных удобрений способствует, из-за большего выноса агроценозом, снижению содержания обменного калия в слое 0-20 см в среднем на 42 мг/кг почвы, или на 13,6%.

Экологическая оценка почвы. Содержание экотоксикантов в почве находилось в пределах естественного фона и не превышало предельно допустимые концентрации, что свидетельствует о возможности получения экологически чистой продукции. Содержание ГХЦГ и его изомеров во всех почвенных образцах было меньше 0,005 мг/кг, что более чем в 14,8 раза ниже ПДК; содержание ДДТ и его метаболитов было в 20 раз ниже ПДК; концентрация 2,4-Д кислоты, ее солей и эфиров составила меньше 0,01 мг/кг (ниже ПДК в 10 раз).

Глава 5. Влияние основной обработки почвы и средств интенсификации на засоренность и фитосанитарное состояние посевов ячменя

Засоренность посевов. Установлено, что с уменьшением интенсивности систем обработки почвы снижается биомасса культуры до 1214 г/м2, или на 26,0%, возрастает численность сорной растительности (до 150 шт./м2, или на 47,1%) и ее биомасса - до 28,2%, от средней до сильной степени засорения.

На контрольном (без химизации) и удобренном вариантах отмечено значительное видовое разнообразие сорняков и наибольшая доля в среднем до 32,3% от биомассы агрофитоценноза. Применение гербицидов уменьшает засоренность посевов в среднем до 20,4%, или в 1,6 раза за счет подавления корнеот-прысковых и малолетних двудольных видов. Комплексная химизация способствует снижению доли сорных растений до слабой степени (6,3%), или в 5,1 раза относительно контроля (без химизации), рисунок 1.

отвальная плоскорезная минимально-

нулевая

Рис. 1. Доля сорной раститенльноети в надземной массе агрофитоценноза в зависимости от обработки почвы и средств интенсификации, %

Фитосанитарное состояние посевов. Наблюдения за развитием корневой гнили показало, что наибольшее ее распространение (70 %) и развитие отмечалось на плоскорезной обработке. Применение средств интенсификации способствовало снижению инфицированное™ корневой системы ячменя в среднем с 71 до 62 %, а ее развития с 1,49 до 1,30 %.

Из листостеблевых инфекций верхний ярус листьев ячменя в наибольшей степени был поражен сетчатой пятнистостью и незначительно септориозом. Наибольшее развитие сетчатой пятнистости отмечалось на отвальном варианте - в среднем 24,3 %, что было в 4,9 раза выше порога вредоносности. Поражение листьев ячменя септориозом было значительно ниже с тенденцией усиления инфекции на отвальном варианте.

Применение в посевах ячменя фунгицида способствовало снижению развития сетчатой пятнистости на флаговом листе с 18,0 до 11,5 % (в 1,6 раза) и подфлаговом с 32,5 до 24,4 % (в 1,3 раза). Поражение инфекциями подфлагово-го листа на ячмене было в 1,6-1,9 раза выше, чем флагового.

Глава 6. Урожайность и качество зерна ячменя в зависимости от основной обработки почвы и применения средств интенсификации

Наибольшее влияние на урожайность зерна ячменя оказали средства интенсификации - 52,0%; условия года - 24,9%; системы обработки почвы - 3,1%.

Эффективность систем обработки почвы при выращивании ячменя во многом определялась применением средств интенсификации. На контроле и при применении гербицидов и удобрений преимущество имели более энергоемкие отвальная и комбинированная системы обработки почвы - до 1,8-2,93 т/га, а при комплексном применении средств интенсификации высокую урожайность зерна (до 2,95 т/га) обеспечивала ресурсосберегающая поверхностная плоскорезная (таблица 3).

Таблица 3 -Урожайность зерна ячменя (т/га) в зависимости от системы обработки почвы и применения средств интенсификации, (в среднем за 2008-2012 гг.)

В т/га

Система обработки почвы (фактор А) Вариант химизации (фактор В) Среднее (фактор А)

контроль гербициды удобрения гербициды и удобрения гербициды, удобрения и фунгициды

Отвальная 0,98 1,98 1,87 2,93 3,00 2,15

Комбинированная 0,99 2,00 1,80 2,90 2,92 2,12

Комбинированно- плоскорезная 0,81 1,79 1,49 2,67 2,85 1,92

Плоскорезная 0,77 1,80 1,64 2,33 2,95 1,90

Минимально-нулевая 0,83 1,63 1,22 2,33 2,36 1,67

Среднее(факгорВ) 0,88 1,84 1,60 2,63 2,82

НСРо, для фактора А 0,23 т/га; НСР05для фактора В 0,23 т/га; НСРо! для взаимодействия факторов 0,57 т/га

Уменьшение интенсивности основной обработки почвы от отвальной к минимально-нулевой приводит к снижению урожайности зерна ячменя в среднем с 2,15 до 1,67 т/га, или на 22,3%. Урожайность зерна в вариантах с отвальной и ресурсосберегающей комбинированной системами обработки почвы была равной (2,12-2,15 т/га), при снижении энергозатрат на комбинированном варианте.

При применении средств интенсификации получены следующие прибавки зерна: удобрений - 0,72 т/га; гербицидов - 0,96; гербицидов и удобрений - 1,75; гербицидов, удобрений и фунгицидов - 1,94 т/га, к контролю (без химизации). Применение ретардантов не приводило к дальнейшему повышению урожайности зерна.

Качество зерна пивоваренного ячменя. Пленчатость зерна ячменя изменялась от 7,9 до 9,7% и соответствовала показателям для пивоваренного.

Содержание крахмала получено близкое к оптимальному (не менее 60%) для качественного зерна пивоваренного ячменя 59,6-60,2%.

Зерно пивоваренного ячменя должно иметь пониженное содержание белка (8-12%) при благоприятных солодовых свойствах. Полученные данные показывают, что уменьшение интенсивности обработки почвы от отвального к минимально-нулевому варианту приводит к снижению содержания белка в среднем с 11,31 до 10,46%.

Таблица 4 - Содержание белка в зерне пивоваренного ячменя в зависимости от системы обработки почвы и применения средств интенсификации, (в среднем за 2008-2011 гг.)

Система обработки почвы (фактор А) Средства интенсификации (фактор В) Среднее по фактору А НСР05 0,58

контроль гербициды удобрения гербициды и удобрения гербициды, удобрения и фунгициды

Отвальная 9,91 11,52 12,14 11,44 11,48 11,31

Комбинированная 8,89 11,56 12,29 10,96 10,96 10,91

Комбинированно-плоскорезная 8,53 10,99 12,94 11,01 10,17 10,85

Плоскорезная 8,64 11,20 11,98 10,70 10,41 10,59

Минимально-нулевая 8,78 10,61 11,85 10,51 9,95 10,46

Среднее по фактору В НСР05 0,46 8,99 11,31 12,34 11,03 10,75

НСРоз для частных различий 1,29 %

На контроле (без химизации) получено наименьшее содержание белка в зерне ячменя - 8,5-9,9%. Раздельное применение средств интенсификации привело к повышению белковости до 12,3%. При этом зерно ячменя на отвальной, комбинированной и комбинированно-плоскорезной обработках на фоне удоб-

рений не отвечало ограничительным нормам предъявляемым ГОСТ 5060-86 по содержанию белка. Совместное применение средств интенсификации по сравнению с контролем, повышало белковость зерна, однако данный показатель находился в интервале 10,4-11,5% или до 12%, то есть зерно отвечало требованиям для пивоваренной промышленности.

Экологическая оценка зерна. По результатам агроэкотоксикологической оценки выявлено, что содержание подвижных форм тяжелых металлов и остатков пестицидов в зерне ячменя значительно ниже норм ЦЦК и не представляет экологической опасности для человека.

Глава 7. Возделывание ячменя в зависимости от сортового состава и применения средств интенсификации

Морфологические особенности развития ячменя. Сорта ячменя отечественной селекции отличались более высоким количеством первичных корешков 5,55 штук или на 18,9% больше, чем у иностранных сортов. Наибольшее количество корней отмечено у сорта Омский 90 (5,69), а меньшее у сорта Кса-наду - 4,31, при этом применение средств интенсификации увеличивало количество первичных корешков.

Количество вторичных корешков у ячменя изменялось от 3,98 шт. у сорта Сигнал на контроле до 5,05 на фоне комплексной химизации сорта Ксанаду, причем у изучаемых сортов при применении удобрений корней формировалось на 14% больше, чем на контроле.

Сорта отечественной селекции превосходили иностранные сорта по суммарной площади верхнего яруса листьев на 28,6% на контроле и на 16,9% на варианте с применением средств химизации. Применение удобрений и пестицидов увеличивало площадь листовой поверхности у сортов ячменя в среднем на 40,4%.

Фитосанитарное состояние посевов. В варианте без применения средств интенсификации наибольшая распространённость корневой гнили наблюдалась у сортов 0мский90 (66,7%) и Ксанаду (67,3%), а наименьшая - у сорта Беатрис (45,0%). На варианте комплексной химизации наблюдалось снижение распространённости болезни на 11,9%, а индекса ее развития на 17,2%.

Развитие сетчатой пятнистости на верхнем ярусе листьев зависело от сортового состава и применяемых средств интенсификации. Сорта Омский 90 и Сигнал в большей степени поражала инфекция (в среднем 6,3-7,1 %), что было выше чему сортов Беатрис и Ксанаду на 36,5^9,3 %. У сорта Аннабель отмечалось наибольшее различие между развитием болезни на флаговом и подфла-говом листьях при уменьшении инфицированности верхнего яруса. Данная закономерность прослеживалась у всех изучаемых сортов. Средства интенсификации снижали развитие инфекции в среднем на 15,3%.

Урожайность зерна ячменя. Урожайность пивоваренного ячменя в большей степени зависела от применения средств интенсификации, чем от сортового состава. Продуктивность сортов изменялась от 1,95 т/га у сорта Аннабель на контроле до 3,01 т/га у сорта Сигнал на варианте комплексной химизации. Ино-

странные сорта Ксанаду и Беатрис имели продуктивность на уровне местного сорта Омский 90.

Таблица 5 -Урожайность зерна ячменя в зависимости от сортового состава и применения средств интенсификации, (в среднем за 2008-2012 гг.)

В тоннах на гектар

Сорт (фактор А) Вариант химизации (фактор В) Среднее по сорту (А) НСРо5 0,17 т/га

контроль гербициды гербициды, удобрения гербициды, удобрения, фунгициды

0мский90* 2,14 2,47 2,65 2,73 2,50

Сигнал 2,44 2,65 2,88 3,01 2,75

Аннабель 1,95 2,19 2,34 2,49 2,24

Ксанаду 2,18 2,46 2,64 2,80 2,52

Беатрис 2,28 2,55 2,73 2,79 2,59

Среднее по химизации (В )НСРт 0,12 т/га 2,20 2,46 2,65 2,76 2,52

НСР05 для взаимодействия факторов 0,34 т/га

*контроль

Качество зерна ячменя. Все изучаемые сорта ячменя имели содержание крахмала в зерне близкое к оптимальному - 59,5-60,3%. Количество белка в зерне ячменя иностранных сортов было ниже на 5,4%, чем у отечественных. Совместное применение гербицидов и удобрений повышало содержание белка у сибирских сортов до 12,52% и снижало у иностранных (до 10,98%) по сравнению с контролем (без химизации).

Глава 8. Экономическая и биоэнергетическая оценка технологий возделывания пивоваренного ячменя

Экономическая оценка технологий возделывания пивоваренного ячменя показала, что при отсутствии или ограниченном применении (кроме варианта с удобрениями) средств интенсификации преимущество имела комбинированная система обработки почвы, а при комплексном применении пестицидов и удобрений лучшие экономические показатели получены при плоскорезной обработке (прибыль 11804 руб./га и рентабельность до 114%).

Уменьшение интенсивности основной обработки почвы от отвальной к минимально-нулевой приводит к снижению выхода валовой энергии в урожае зерна пивоваренного ячменя на 477-7632 МДж/га или до 22,3%.

Применение средств интенсификации в среднем по системам основной обработки почвы повышает прирост энергии за счет получения дополнительной продукции. Прирост энергии возрастает от контроля, далее: удобрения - гербициды - удобрения и гербициды и комплексная химизация.

ВЫВОДЫ:

Комплексными исследованиями (2008-2012 гг.) технологии возделывания пивоваренного ячменя в южно-лесостепных агроландшафтах Западной Сибири установлены закономерные изменения элементов плодородия черноземных почв и состояния агрофитоценоза, которые заключаются в следующем:

1. Применение в зернопаровом севообороте ресурсосберегающих систем обработки почвы способствует уплотнению и оптимизации сложения почвенного слоя 0-20 см до 1,04-1,08 г/см3. Коэффициент структурности в слое (0-10 см) почвы составлял 1,18-1,61, в подповерхностном (10-20 см) снижался на 24,6 %, при наименьшем значении на плоскорезном варианте - 0,93. Минимизация обработки почвы повышает оструктуренность, содержание водопрочных агрегатов более 0,25 мм до 58% и дифференциацию слоев 0-10 и 10-20 см по сравнению с отвальной. Применение средств химизации повышает коэффициент структурности в слое 0-20 см на 39%.

2. Применение ресурсосберегающих систем обработки почвы повышает комковатость в слое 0-5 см с 64,2 до 71,4%, содержание условной стерни на поверхности поля до 163 штУм2, при снижении дефляции в 1,7-2,3 раза. На варианте комплексной химизации устойчивость почвы к дефляции повышается на 17,8%. На контроле (без химизации) более экономное водопотребление было на отвальной обработке - 259 мм/т зерна. Комплексное применение средств интенсификации снижало коэффициент водопотребления в 3,0 раза, при более экономном использовании водных ресурсов на плоскорезном варианте - 99,6 мм/т.

3. На отвальной обработке применение гербицидов уменьшало численность микроорганизмов на 18%, в том числе: олигонитрофилов - на 27, грибов -на 19, фосфатмобилизующих бактерий - на 12% в сравнении с контролем. На почвозащитных вариантах гербициды не оказали негативного воздействия на численность микроорганизмов. Пестициды с минеральными удобрениями не вызывали отрицательного воздействия на почвенную биоту. Улучшение азотно-фосфорного питания стимулировало рост их численности: амилолитических на крахмало-аммиачном агаре (КАА) - на 74%, олигонитрофилов, фосфатмобилизующих бактерий - на 23-24%, нитрификаторов - на 52%. На ресурсосберегающих вариантах обработки почвы содержание N-N03 в почвенном слое 0-40 см снижается на 45%, что требует дополнительного внесения азотных удобрений. Применение азотно-фосфорных удобрений с пестицидами повышает обеспеченность почвы подвижным фосфором на 76%. Содержание обменного калия в пахотном слое было очень высоким с тенденцией повышения на ресурсосберегающих обработках до 375 мг/кг почвы.

4. В южной лесостепи нарастание сорного компонента в посевах пивоваренного ячменя зависит от системы обработки почвы и применения средств интенсификации. При снижении интенсивности обработки засоренность посевов возрастает до 32% от биомассы агрофитоценноза. Наибольшая биомасса культуры (1640-1647 г/м2) и наименьшая доля сорняков (14,8-18,2%) была на отвальном и комбинированном вариантах. Гербицидная прополка снижает долю

сорного компонента в агрофитоценозе на 37%, за счет подавления корнеот-прысковых и малолетних двудольных сорняков. При применении удобрений биомасса культуры нарастает в 1,2 раза, а доля сорняков уменьшается на 17%. Применение комплексной химизации снижает долю сорняков до слабой степени (6,3%).

5. Развитие корневой гнили в посевах пивоваренного ячменя было наименьшим при комбинированной обработке почвы (индекс развития 1,28%), что на 18,0% меньше, чем при плоскорезиой. При комплексном применении средств интенсификации распространенность инфекции снизилась на 12,7%, а поражение растений уменьшилось на 13,5%.

Из листостеблевых инфекций верхний ярус листьев ячменя сильнее поражался сетчатой пятнистостью и незначительно септориозом. Наибольшее развитие сетчатой пятнистости отмечалось на отвальном варианте - 24,3%. Поражение ячменя септориозом было ниже порога вредоносности (5%), с тенденцией усиления инфекции на вспашке. Применение комплексной химизации с фун-гицидной обработкой посевов снижало развитие сетчатой пятнистости в 1,3-1,6 раза, а поражение ячменя септориозом уменьшилось до 0,3%. Инфицирован-ность подфлагового листа была в 1,6-1,9 раза выше, чем флагового.

6. Густота всходов культуры определялась интенсивностью обработки почвы, снижаясь на 18 % от отвального к минимально-нулевому варианту. Влияние обработки почвы на элементы структуры урожая ячменя менее заметно, чем средств интенсификации. На варианте комплексной химизации возрастают показатели элементов структуры урожая: масса снопа - в 1,9, продуктивный стеблестой - в 1,5 раза, озернённость колоса - на 12%, масса зерна с главного колоса - на 25%.

7. Наибольшее влияние на изменение урожайности зерна ячменя оказывали средства интенсификации (52,0%); доля влияния условий года составила 24,9%; систем обработки почвы - 3,1%. Комплексное применение пестицидов и удобрений позволяет снизить интенсивность воздействия систем обработки на верхний слой почвы без существенных потерь урожая зерна. Так, на контроле и при применен™ гербицидов и удобрений преимущество имели более энергоемкие отвальная и комбинированная системы обработки почвы с урожайностью до 2,93 т/га, а при комплексном применении высокую урожайность зерна и улучшение экономических параметров обеспечивает ресурсосберегающая плоскорезная - до 2,95 т/га. Применение гербицидов повышало урожайность зерна в 2,1 раза, удобрений - на 82%, гербицидов и удобрений - в 3,0, применение комплексной химизации - в 3,2 раза.

8. Сокращение интенсивности обработки почвы снижало белковость зерна до 10,46 %, в том числе при совместном применении удобрений, гербицидов и фунгицидов - до 9,95%. Зерно ячменя на плоскорезной и минимально-нулевой обработках почвы на всех вариантах отвечало требованиям ГОСТа. На контроле (без химизации) получено наименьшее содержание белка в зерне ячменя (8,99%). Удобрения увеличивали содержание белка до 12,34%. Совместное применение средств интенсификации повышало белковость зерна до 11,48%.

Содержание подвижных форм тяжелых металлов и остатков пестицидов в зерне ячменя было ниже ПДК: никеля - в 4,5-10,0 раз, кадмия - 1,2-1,3; цинка - 2,32,; меди - на 20,5-25,0%; ГХЦГ и его изомеров - более чем в 500, ДДТ и его метаболитов - более чем в 3 раза; тилта, 2,4-Д кислоты, её солей и эфиров не обнаружено.

9. Ресурсосберегающая комбинированная система основной обработки почвы снижает затраты на 434,7 рубля и увеличивает прибыль на 209,7 рублей с гектара по сравнению с отвальной. При комплексном применении средств интенсификации плоскорезная обработка почвы снижала себестоимость тонны зерна до 3498,6 руб., повышала прибыль до 11804,0 руб./га и рентабельность -до 114,4%, по сравнению с отвальной. Снижение затрат совокупной энергии при ресурсосберегающих технологиях, по отношению к отвальной, составило до 15,5%>. Увеличение затрат совокупной энергии в варианте с комплексным применением средств интенсификации составляет к контролю 63,9%. Наибольший энергетический коэффициент (3,44) и выход валовой энергии в урожае зерна - 32690 МДж/га, отмечен на комбинированной обработке почвы в варианте с применением гербицидов и удобрений.

10. Сорта ячменя Омский 90 и Сигнал активнее формировали первичные корешки (на 19,0%), листовую поверхность на 22,8%, при более экономном во-допотреблении (на 11,8%) в сравнении с иностранными сортами (Аннабель, Ксанаду, Беатрис).

Фитосанитарное состояние посевов сортов ячменя зависело от применения средств интенсификации. Гербициды снижали долю сорного компонента в посевах ячменя в 4,3, а на комплексной химизации - в 5,1 раза. Применение средств интенсификации снижало распространённость корневой гнили на 12%, индекс ее развития на 17%, пораженность листьев сетчатой пятнистостью до 15%, при наименьшем развитии инфекций у сорта Беатрис.

11. Урожайность сортов ячменя изменялась от 1,95 т/га у сорта Аннабель на контроле до 3,01 т/га у сорта Сигнал при комплексной химизации. Иностранные сорта (Ксанаду и Беатрис) имели продуктивность на уровне сорта Омский 90, а сорт Аннабель уступал контролю в среднем 0,26 т/га (10,4%).

Прибавки урожайности зерна от средств интенсификации составили: гербицидов 0,26 т/га, или 11,8%; гербицидов и удобрений 0,45 т/га, или 20,5%; гербицидов, удобрений и фунгицидов 0,56 т/га, или 25,5%. Наибольшая отзывчивость на средства интенсификации отмечалась у сортов ячменя Аннабель и Ксанаду (27,7-28,4%). Однофазный способ уборки ячменя в фазу полной спелости (4-5 срок) способствует получению зерна, отвечающего требованиям ГОСТа, при повышении потерь зерна (у сорта Омский 90 - на 0,64 т/га, или 22,7%, у сорта Аннабель - на 0,16 т/га, или 9,1%).

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Для увеличения объемов заготовки в регионе высококачественного зерна пивоваренного ячменя (до 40-50 тыс. тонн) необходимо расширение площади возделывания культуры (до 60-80 тыс. га) и освоение технологии выращивания пивоваренных, в том числе инорайонных сортов, адаптированной к местным почвенно-климатическим условиям региона с рациональным подбором предшественников, приемов обработки почвы, сроков и норм высева, средств интенсификации, способов уборки, обеспечивающих повышение урожайности зерна до 2,5-3,0 т/га и прибыли до 8,0-10,0 тыс. рублей с га.

2. В южной лесостепной зоне Западной Сибири при отсутствии или ограниченном применении средств интенсификации рекомендуется возделывать пивоваренный ячмень, применяя в полевых севооборотах комбинированную систему обработки почвы (в раннем пару и под третью культуру отвальная обработка на глубину 20-22 см; под вторую культуру и ячмень плоскорезная на 10-12 см).

3. При комплексном применении средств интенсификации (гербициды удобрения, фунгициды) рекомендуется ресурсосберегающая плоскорезная система обработки почвы (ежегодная плоскорезная обработка на глубину 10-12 см).

4. Уборку пивоваренного ячменя проводить однофазно при наступлении полной спелости зерна (влажность до 15,0-17,0%). Запаздывание с уборкой и перестой на корню, как правило, приводит к потерям зерна из-за обламывания колоса и у отечественных сортов к повышению белковости зерна.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Публикации в изданиях, включенных в перечень ВАК РФ

1. Влияние средств интенсификации на агроэкологическое состояние аг-рофитоценоза посевов пивоваренного ячменя в южной лесостепи Западной Сибири / Н.И. Егорова, A.C. Афанасьев, Л.В. Юшкевич, Е.В. Штро // Труды Кубанского ГАУ. -2012. - №2. - С. 201-204.

2. Резервы повышения урожайности ячменя в южной лесостепи Западной Сибири / Л .В. Юшкевич, А.Г. Щитов, Н.И. Егорова, Е.В. Штро// Вестник Алтайского ГАУ. -2012. - №9 (95). - С. 15-19.

3. Совершенствование технологии возделывания ячменя в лесостепи Западной Сибири / Л.В. Юшкевич, А.Г. Щитов, Н.И. Егорова, Е.В. Штро // Земледелие. -2013. - №2. - С. 26-28.

Публикации в других изданиях

4. Влияние вторичной корневой системы сортов ячменя на урожайность зерна в южной лесостепи Западной Сибири / Н.И. Егорова, А.И. Григорьев, Е.В. Штро, Л.В. Юшкевич // Проблемы современной биологии: Материалы V

Меяадународной научно-практической конференции. - Москва: Спутник, 2012. - С. 34-36.

5. Экологическая оценка почвы и посевов пивоваренного ячменя при длительном применении средств интенсификации в южной лесостепи Западной Сибири / Н.И. Егорова, JI.B. Юшкевич, Е.С. Шевцова, Е.В. Штро // Эколого-экономическая эффективность природопользования на современном этапе развития Западносибирского региона: Материалы IV Международной научно-практической конференции - Омск: Изд-во ОмГПУ, 2012. - С. 114-117.

6. Влияние средств интенсификации и ресурсосберегающей обработки почвы на ее биологическую активность при возделывании пивоваренного ячменя в южной лесостепи Западной Сибири / Н.И. Егорова, О.Ф. Хамова, JI.B. Юшкевич, Е.В. Штро // Эколого-экономическая эффективность природопользования на современном этапе развития Западносибирского региона: Материалы IV Международной научно-практической конференции - Омск: Изд-во ОмГПУ, 2012.-С. 211-214.

7. Егорова Н.И. Экологическое состояние агрофитоценоза пивоваренного ячменя в южной лесостепи Западной Сибири / Н.И. Егорова, JI.B. Юшкевич, Е.В. Штро // Естественные науки и экология: Ежегодник. Межвуз. сб. научных статей. - Омск: Изд-во ОмГПУ, 2012. - Вып. 16. - С. 214-223.

8. Эколого-биологические особенности состояния посевов пивоваренного ячменя в южной лесостепи Западной Сибири / Н.И. Егорова, JI.B. Юшкевич, А.И. Григорьев, Е.В. Штро, Е.С. Шевцова // Природные ресурсы, биоразнообразие и перспективы естественнонаучного образования: Материалы Международной научно-практической конференции, посвященной памяти И.В. Бекише-вой - ученого и педагога. - Омск, 2012. - С. 125-127.

9. Штро Е.В. Влияние обработки почвы и средств интенсификации на водный режим почвы в посевах пивоваренного ячменя / Е.В. Штро, JI.B. Юш-

. кевич, Н.И. Егорова // Новейшие направления развития аграрной науки в работах молодых ученых: труды V Международной научно-практической конференции молодых ученых, посвященной 10-летию ее проведения / СО Россель-хозакадемии. - Новосибирск, 2012. - С. 223-226.

10. Экологические показатели состояния пивоваренного ячменя в южной лесостепи Западной Сибири / Н.И. Егорова, А.И. Григорьев, Л.В. Юшкевич, Е.В. Штро, Е.С. Шевцова // Естественные науки и экология: Ежегодник. Межвуз. сб. научных статей. - Омск: Изд-во ОмГПУ, 2013. - Вып. 17. - С. 120— 123.

11. Влияние средств интенсификации на фитосанитарное состояние посевов пивоваренного ячменя в южной лесостепи Западной Сибири / Е.В. Штро, Л.В. Юшкевич, Н.И. Егорова, А.И. Григорьев // Естественные науки и экология: Ежегодник. Межвуз. сб. научных статей. - Омск: Изд-во ОмГПУ, 2013. - Вып. 17.-С. 114-123.

Подписано в печать 01.05.2013 г. Формат 60/84 1/16 Гарнитура «Times New Roman». Печ. л. 1,0. Бумага офсетная. Печать оперативная. Тираж 100 экз.

Отпечатано в типографии ИП Макшеевой Е.А. тел. (3812) 351-445

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Штро, Евгений Владимирович, Омск

Государственное научное учреждение «Сибирский научно-исследовательский институт сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук»

ШТРО ЕВГЕНИЙ ВЛАДИМИРОВИЧ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ АГРОТЕХНОЛОГИИ ПИВОВАРЕННОГО ЯЧМЕНЯ В ЮЖНОЙ ЛЕСОСТЕПИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

06.01.01 - Общее земледелие, растениеводство

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель: доктор с.-х. наук Л. В. Юшкевич

Омск 2013

Оглавление

Введение.......................................................................................................................5

Библиографические ссылки......................................................................................12

1 Обработка почвы и применение средств ¡интенсификации в посевах

ячменя (обзор литературы)........................................................................................13

Библиографические ссылки......................................................................................27

2 Объект, условия и методы проведения исследований..........................................31

2.1 Климатические условия.......................................................................................31

2.2 Характеристика почвенного покрова..................................................................37

2.3 Объект, схемы опытов и методика исследований..............................................40

Библиографические ссылки......................................................................................49

3 Агрофизические параметры почвы в зависимости от основной обработки и применения средств интенсификации......................................................................51

3.1 Плотность почвы..................................................................................................51

3.2 Структура почвы..................................................................................................53

3.3 Эродируемость почвы.........................................................................................56

3.4 Водный режим почвы и водопотребление пивоваренного ячменя...................58

Библиографические ссылки......................................................................................62

4 Влияние систем основной обработки почвы и средств интенсификации на биологическую активность и питательный режим почвы.......................................64

4.1 Биологическая активность почвы в посевах пивоваренного ячменя................64

4.2 Питательный режим почвы в посевах пивоваренного ячменя..........................72

4.2.1 Условия азотного питания................................................................................74

4.2.2 Условия фосфорного питания..........................................................................77

4.2.3 Обеспеченность обменным калием..................................................................79

4.3 Экологическая оценка почвы..............................................................................81

Библиографические ссылки......................................................................................83

5 Влияние основной обработки почвы и средств интенсификации на засоренность и фитосанитарное состояние посевов ячменя...................................86

5.1 Засоренность посевов ячменя..............................................................................86

5.2 Фитосанитарное состояние посевов ячменя.......................................................92

5.2.1 Развитие корневых гнилей................................................................................93

5.2.2 Развитие листостеблевых болезней.................................................................96

Библиографические ссылки................................... ...................................................98

6 Урожайность и качество зерна ячменя в зависимости от

основной обработки почвы и применения средств интенсификации....................100

6.1 Полевая всхожесть и сохранность растений ячменя к уборке.........................101

6.2 Структура урожая и урожайность ячменя.........................................................104

6.3 Качество зерна пивоваренного ячменя в зависимости от основной обработки почвы и применения средств интенсификации....................................111

6.4 Экологическая оценка зерна...............................................................................117

Библиографические ссылки.....................................................................................118

7 Возделывание ячменя в зависимости от сортового состава и применения средств интенсификации..........................................................................................120

7.1 Морфологические особенности развития пивоваренного ячменя в зависимости от сортового состава и применения средств интенсификации.........122

7.1.1 Формирование первичной корневой системы у сортов ячменя....................122

7.1.2 Формирование вторичной корневой системы у сортов ячменя....................124

7.1.3 Формирование листовой поверхности сортами ячменя................................127

7.2 Водный режим почвы и коэффициент водопотребления.................................130

7.3 Засоренность и фитосанитарное состояние посевов пивоваренного ячменя в зависимости от сортового состава и применения

средств интенсификации..........................................................................................133

7.3.1 Особенности формирования засоренности посевов пивоваренного ячменя....................133

7.3.2 Фитосанитарное состояние посевов изучаемых сортов ячменя....................137

7.4 Структура урожая и урожайность зерна ячменя в зависимости от Сортового состава и применения средств интенсификации..................................140

7.5 Качество зерна пивоваренного ячменя в зависимости от сортового

состава и применения средств интенсификации.....................................................146

7.6 Урожайность и технологические качества зерна ячменя в зависимости от

сорта и сроков однофазной уборки..........................................................................150

Библиографические ссылки.....................................................................................153

8 Экономическая и биоэнергетическая оценка технологий возделывания пивоваренного ячменя..............................................................................................155

8.1 Экономическая оценка........................................................................................155

8.2 Биоэнергетическая оценка..................................................................................160

Библиографические ссылки.....................................................................................162

Выводы......................................................................................................................164

Предложения производству.....................................................................................169

Список литературы...................................................................................................170

Приложения..............................................................................................................187

Введение

Зерновая отрасль по своей социально-экономической значимости, объемам вовлекаемых в нее трудовых, материальных и финансовых ресурсов, является важнейшей в агропромышленном комплексе России. Увеличение производства зерна - ключевая проблема обеспечения населения полноценным продовольствием отечественного происхождения [1].

Одной из основных зерновых культур в мировом земледелии является ячмень. Наряду с пшеницей ячменю принадлежало видное место в обеспечении человека пищей на заре становления и развития древних цивилизаций. Сначала ячмень использовали, главным образом, как продовольственную, хлебную, а позже в качестве важнейшей кормовой культуры. Зерно применяли в военных походах при передвижении на большие расстояния, в качестве высокопитательных и легкотранспортабельных концентратов, а также для откорма домашних животных. Одновременно с использованием в пищу и на корм, ячмень исстари служил сырьем для приготовления освежающих и опьяняющих напитков. Таким образом, еще древние земледельцы благодаря ячменю удовлетворяли различные потребности и во многом эта универсальность определила в дальнейшем особую роль ячменя в сельскохозяйственном и промышленном производстве.

Не меньшее значение в широком распространение ячменя на планете имели и его биологические особенности. Огромное разнообразие форм, широкие приспособительные возможности обеспечили предпосылки для возделывания этой культуры в странах с различными почвенно-климатическими условиями.

По мере развития сельского хозяйства, специализации его отраслей наблюдалась и дальнейшая дифференциация в производстве и использовании ячменя. С расширением посевов пшеницы и ржи ячмень становится главной зернофуражной культурой. В то же время растет доля ячменя, расходуемого на нужды пивоварения и постепенно он полностью вытеснил пшеницу, служившую основным сырьем при кустарном производстве пива. С появлением промышленных предприятий для производства солода и пива стали использовать в основном ячмень. Биохими-

ческие и морфо-физиологические особенности строения зерновки ячменя лучше подходили для механизированной промышленной технологии приготовления пива. Кроме того, зерно ячменя стоило значительно дешевле, что было определяющим в предпочтительном использовании этой культуры, и со временем он стал главной культурой, служащей сырьем для пивоварения [2].

Актуальность темы и степень ее разработанности. Зерно ячменя - качественное сырье для пивоваренной промышленности; особенно ценными для приготовления пивного солода считаются двурядные ячмени, имеющие крупное выровненное зерно с крупнозернистым пластидным крахмалом, состоящим из амилазы и амилопектина, с пониженной пленчатостью (8-10 %) и белковостью (не более 12 %), содержанием экстрактивных веществ (более 78-82 %) и высокой энергией прорастания (более 95 %). Сибирские регионы в условиях централизованного планирования производства сельскохозяйственной продукции долгое время не входили в зону выращивания и заготовки пивоваренного ячменя [2; 3].

В настоящее время яровым ячменем в России занято около 6,75 млн. га, из них 3 млн. га или около 44 % - это пивоваренный ячмень. Основным ареалом выращивания пивоваренного ячменя в нашей стране является ЦентральноЧерноземный район - 2,5 млн. га (наиболее качественное зерно производят Липецкая, Курская и Воронежская области). Производство пивоваренного ячменя имеет распространение в Калининградской области, некоторых районах Поволжья и юга России [4; 5].

Сегодня Сибирский регион входит в группу районов возможного производства зерна ячменя пивоваренного назначения. В 2012 году площадь посева ярового ячменя в Омской области составила более 360 тыс. га, из них сортов пивоваренного назначения выращивалось около 140 тыс. га или 39 %. Основной проблемой производства в Сибири остается ограниченный сортовой ассортимент ячменя разрешенного для возделывания в регионе. За последние годы список пополнился несколькими новыми сортами местного происхождения, но до сих пор они не имеют существенного распространения в регионе. Старые же сорта ячменя, формировавшиеся главным образом в условиях экстенсивного земледелия, уже не от-

вечают современным требованиям и могут служить главным образом исходным материалом для селекции в связи с высокой приспособленностью к неблагоприятным факторам среды, а в ряде случаев и другими ценными свойствами. Из ассортимента активно распространяющихся в настоящее время в европейской части России импортных сортов ячменя пивоваренного назначения (Аннабель, Беатрис, Ксанаду, Скарлет и другие) для выращивания в Западной Сибири разрешен только один сорт - Беатрис (Германия). В 2012 году в Омской области сортами ина-районной селекции было занято 64 тыс. га или 18 % от общей площади посевов ячменя, из них сортом Беатрис было засеяно 42 тыс. га.

Дефицит солода и зерна пивоваренного ячменя покрывается в настоящее время в основном за счет импорта. Крупнейшими мировыми производителями зерна пивоваренного ячменя считаются Франция (3,6 млн. т), Великобритания (3,0 млн. т), Соединенные Штаты Америки (2,6 млн. т), Австралия (2,1 млн. т), Канада (1,8 млн. т) и Германия (1,8 млн. т) [1].

В условиях континентального климата Западной Сибири, обязательным условием получения высококачественного сырья является разработка зональных технологий возделывания ячменя пивоваренного направления, тесно связанных с адаптивно-ландщафтными системами земледелия. Их экологическая направленность, дифференциация в соответствии с конкретными категориями агроланд-шафтов и адаптированность к различным уровням интенсификации агропромышленного производства дает возможность не только регулировать продуктивность культуры, но и получать зерно требуемого качества.

Разработка адаптивных технологий возделывания пивоваренного ячменя применительно к специфическим условиям Сибири будет способствовать увеличению производства местного более дешевого сырья, что позволит повысить конкурентную способность продукции пивоваренных заводов и благоприятно скажется на финансовом оздоровлении производителей сельскохозяйственной продукции в регионе.

Возделывание ячменя для пивоваренных целей на основе ресурсосберегающих технологий, обеспечивает создание более благоприятных условий для роста

и развития культуры и улучшение фитосанитарного состояния посевов. Однако решить проблему только организационно-хозяйственными и агротехническими методами все же не представляется возможным из-за особенностей видового состава и характера вредоносности сорняков, вредителей и болезней, которые во многом определяются гидротермическими условиями вегетации [6].

В лесостепных агроландшафтах Западной Сибири применение средств интенсификации при освоении ресурсосберегающих технологий основной обработки почвы требует тщательной проработки вопросов сохранения почвенного плодородия, изучения агрофизических параметров корнеобитаемого слоя, биологического контроля за развитием растений, повышения продуктивности экологически чистой продукции [7].

Изучением элементов технологии возделывания пивоваренного ячменя в условиях лесостепи Западной Сибири занимались: Овчаренко М.В. (Новосибирская область, 2001 г), Стишенко О.В. (Омская область, 2002 г.), Максимов P.A. (Омская область, 2004 г.), Чибис В.В. (Омская область, 2005 г.). Исследования проводились с отечественными сортами (Омский 87, Омский 90, Сигнал, Никита, Эльф, Лука), которые отвечают требованиям для пивоварения только во влажные годы. Изучались такие элементы технологии, как сорта, предшественники, сроки и нормы высева, средства химизации.

В сложившихся условиях, когда проблема получения зерна пивоваренного ячменя в условиях Западной Сибири актуальна, а технология его возделывания, остается недостаточно изучена, возникает необходимость в проведении комплексных исследований различных по интенсивности воздействия систем основной обработки почвы в сочетании со средствами интенсификации и адаптивности сортов пивоваренного ячменя в местных агроландшафтах.

Цель исследований:

- совершенствование технологии возделывания ячменя на пивоваренные цели, обеспечивающей высокие показатели продуктивности и качества зерна при оптимальном сочетании систем основной обработки почвы с применением средств интенсификации в южно-лесостепных агроландшафтах Западной Сибири.

Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих задач:

- изучить влияние различных по интенсивности воздействия приемов основной обработки почвы и средств интенсификации на агрофизические свойства, водный и питательный режимы, микробиологическую активность в посевах пивоваренного ячменя иностранной селекции;

- определить фитосанитарное состояние агрофитоценоза пивоваренного ячменя при различных системах основной обработки почвы и применении средств интенсификации (сорная растительность, развитие корневой гнили и листостеб-левых инфекций);

- установить влияние систем основной обработки почвы и средств интенсификации на продуктивность и качество зерна пивоваренного ячменя;

- дать экологическую, экономическую и биоэнергетическую оценки системам основной обработки почвы и применению средств интенсификации в посевах пивоваренного ячменя;

- обосновать возможность выращивания инорайонных сортов пивоваренного ячменя при оптимальном сочетании средств химизации в южной лесостепи Западной Сибири на основе изучения морфологических особенностей культуры, водного режима почвы, фитосанитарного состояния посевов, показателей продуктивности и качества продукции (зерно);

- выявить влияние сроков однофазной уборки ячменя сортов Омский 90 и Аннабель на урожайность и качество конечной продукции (зерно).

Научная новизна работы. Впервые в условиях южной лесостепи Западной Сибири изучены изменения агрофизических параметров, биологической активности, водного и питательного режимов черноземных почв при посеве пивоваренного ячменя сорта иностранной селекции Аннабель, направленность их изменений при применении различных по интенсивности воздействия приемов основной обработки почвы и средств интенсификации. Обоснована эффективность применения оптимальных сочетаний ресурсосберегающих технологий обработки почвы и средств интенсификации. Установлены особенности фитосанитарного состояния посевов пивоваренного ячменя в зависимости от интенсивности основной обра-

ботки почвы и применения средств интенсификации. Исследовано влияние средств интенсификации на формирование на начальном этапе развития корневой системы и площадь листовой поверхности у сортов пивоваренного ячменя. Определено влияние сроков однофазной уборки на урожайность и качество зерна ячменя для пивоваренных целей. Установлена производственно-экономическая эффективность применения ресурсосберегающих технологий и комплексной химизации при выращивании пивоваренного ячменя в лесост