Систематическое положение
Семейство: Злаки (Poaceae Barnhart)
Род: Ячмень (Hordeum L.)
Синонимы
Hordeum hexastichon L., Hordeum sativum Pers., Hordeum polystichum Doell., Hordeum polystichum D.Asch. et Graebn., Hordeum vulgare ssp. polistichum Schinz et Keller, Hordeum sativum ssp. vulgare (L.) Orl.
Биология
Озимый ячмень превосходит по засухоустойчивости все хлеба первой группы, включая яровой ячмень. Его коэффициент транспирации самый низкий среди хлебов первой группы.
Озимый ячмень созревает раньше озимой пшеницы на 6-9 дней; ярового ячменя – на 12-16 дней. Это позволяет ему уйти от дефицита влаги, «запала», «захвата» и суховеев.
Ячмень озимый потребляет осеннюю и ранневесеннюю влагу. Созревая до наступления сухих ветров, он дает более высокий урожай, чем яровой ячмень. В Краснодарском крае ячмень озимый не уступает по продуктивности озимой пшенице.
Однако, ячмень озимый менее зимостоек, чем озимая пшеница. Долгое время он практически не возделывался из-за отсутствия морозостойких сортов.
Районы возделывания. Основные площади возделывания ячменя озимого сосредоточены на Северном Кавказе.
Сроки сева несколько различаются по районам Северного Кавказа:
- 1-20 сентября (степные районы);
- 15 сентября – 5 октября (предгорные районы).
Фосфорные и калийные удобрения вносят под зяблевую вспашку, около половины всего азота (50...60 %) – под предпосевную культивацию.
Вторую часть азота(40-50%) вносят в виде подкормок:
- рано весной период отрастания растений;
- в фазу выхода в трубку;
- в фазе колошения для повышения содержания белка в зерне ячменя, используемого на кормовые цели (20...25 кг/га мочевины).
Сорта. В результате длительной селекционной работы, начатой в Краснодарском крае в 1922 г., получены многочисленные озимого ячменя, обладающие высокой полевой зимостойкостью и другими полезными признаками.
Большинство озимых сортов ячменя принадлежат к разновидности паллидум. Они рекомендованы к возделыванию в следующих регионах:
- Северо-Кавказский: Добрыня 3,Мастер, Полет Лазарь, Спринтер, Рубеж, Романс, Платон, Хуторок, Федор, Кондрат, Самсон и др.;
- Северо-Кавказский, Средне- и Нижневолжский: Жигули;
- Волго-Вятский, Средневолжский: Волжский первый;
- Северо-Западный: Хайлайт, Циндерелла.
Наиболее высокой полевой зимостойкостью отличаются сорта Добрыня – 3, Жигули, Мастер, Полет. Особенно устойчивы к комплексу вредоносных болезней сорта Хуторок, Федор, Кондрат, Платон, Романс. Не полегает даже на высоком агрофоне Лазарь – раннеспелый сорт интенсивного типа, высота которого составляет 85-95 см. Сорт способен формировать урожайность более 10 т/га.
Благодаря высокой фотопериодической чувствительности, новый ультраскороспелый сорт Спринтер защищен от перерастания теплой осенью. При этом, он отличается повышенной морозостойкостью и толерантностью к подкислению и уплотнению почвы.
Одним из лучших по толерантности к кислотности почвы является среднеспелый сорт Рубеж. Это один из основных сортов при возделывании ячменя на выщелоченном черноземе.
Морфология
2n=14. Однолетнее травянистое растение. Корневая система мочковатая. Различают корни первичные (зародышевые) и вторичные (узловые). Зародышевые корни формируются из корешка зародыша и продолжают развиваться и сохранять свои функции до конца вегетации растения. Вторичные корни образуются из нижних подземных узлов стебля у поверхности почвы. Высота стебля сильно варьирует от 45 до 160 см в зависимости от условий выращивания. Длина междоузлий увеличивается от основания к вершине стебля. Толщина стебля составляет 1,7-6,5 мм. Сильное снижение толщины стебля в верхнем междоузлии приводит к ломкости колоса и, следовательно, к большим потерям при уборке урожая. Листья расположены поочередно. Лист состоит из листового влагалища и листовой пластинки. Листовая пластинка отгибается от стебля под острым углом, образуя с боковых сторон у основания роговидные ушки, заходящие концами друг за друга. Ушки имеют белесоватую окраску, иногда окрашены антоцианом в фиолетовый цвет. Форма и окраска ушек являются сортовыми признаками. Стебель, листовое влагалище, лист и колос у ячменя часто покрыты восковым налетом различной интенсивности, наиболее ярко выраженным в засушливых условиях. Верхний лист меньше по размеру, но сходен по форме с нижележащим. Наиболее типичными считают листья второго яруса сверху. Длина листа составляет 8-25 см, а ширина - 0,4-3,2 см. Листовая пластинка имеет различия по интенсивности зеленой окраски. Соцветие - колос, без конечного плодоносного колоска. Колос состоит из коленчатого плоского колосового стержня и сидячих колосков (цветков), расположенных попеременно в его выемках. Длина члеников колосового стержня колеблется от 2 (плотноколосные формы) до 4-5 мм (рыхлоколосые). Каждый колосок у ячменя одноцветковый и образует одну зерновку. У шестирядных ячменей обычно по 3 плодовитых колоска на каждом уступе колосового стержня. Двурядные ячмени несут лишь срединный плодущий колосок, два боковых остаются бесплодными. Колос имеет 2 колосковые и 2 цветковые чешуи (наружная и внутренняя), одну завязь, 3 тычинки и 2 лодикулы. Колосковые чешуи могут быть узкими, линейно-ланцетными (шириной до 1 мм) или широкими (до 2 мм), опушенными волосками или гладкими и часто с очень тонкой остью. Форма и характер опушения колосковых чешуй являются константными признаками и используются при апробации сортов. Внутренняя цветковая чешуя прилегает к колосовому стержню. Она имеет двухкилевую форму и всегда безостая. Наружная цветковая чешуя в верхней части переходит в ость зазубренную или гладкую, длинную или короткую. Фуркатные ячмени вместо остей имеют лопастные, трехвильчатые придатки - фурки. В редких случаях цветковая чешуя не имеет ни остей, ни фурок. Цветки у ячменя обоеполые. Андроцей состоит из 3 тычиночных нитей, несущих на концах пыльники. Завязь одногнездная, с одной семяпочкой яйцевидной формы. Оплодотворение обычно происходит собственной пыльцой данного цветка (клейстогамия). Перекрестное опыление у культурного ячменя является исключением, а автогамия - обычным явлением для большинства современных сортов. Плод - зерновка длиной 7-10 мм и диаметром 2-3 мм. Форма зерновки ромбическая, удлиненная или эллиптическая, окраска - желтая, зеленая, коричневая, фиолетовая. Масса 1000 зерен 37-48 г.
Экология
Ячмень начинает прорастать при сравнительно низкой температуре (1-3° С), но оптимальная температура составляет 18-25° С. Зерно, не закончившее период послеуборочного дозревания, прорастает быстрее при пониженных температурах (6-8° С). В период прорастания растения чувствительны к неблагоприятным факторам среды (недостаток влаги, низкие температуры, образование почвенной корки, избыточное увлажнение и чрезмерная глубина заделки семян). Период от появления всходов до начала кущения продолжается в среднем 10-15 дней, а иногда затягивается до 20-25 дней. Число побегов на одном растении называют энергией кущения. Процесс кущения имеет различную продолжительность и интенсивность. Задержка в развитии влечет усиление ростовых процессов, в том числе кущения. Степень кущения связана с генетическими особенностями сортов. У ярового ячменя начало выхода в трубку в умеренных широтах протекает через 3-4 недели, а на юге - через 4-6 недель после появления всходов. Задержка на юге связана с реакцией растений на более короткий день. Цветение начинается при созревании и выбрасывании пыльников, что у ячменя часто совпадает с началом колошения. В условиях умеренных температур и влажной почвы иногда цветение наступает спустя несколько дней после колошения. Процесс налива зерна может быть нарушен неблагоприятными факторами среды - засухой, чрезмерно высокой температурой, заморозками и др. В молочной спелости зерно еще зеленое, как и все остальные части колоса. Содержание воды достигает 50-65 %, зерно мягкое. Для формирования высокого урожая и ценных свойств зерна имеет большое значение равномерный, оптимальный процесс его налива. Вынужденное быстрое созревание, усыхание зерна приводит к низкому накоплению крахмала, снижению его ценных фракций и нежелательной группировке азотистых соединений. Длительная дождливая погода в период налива зерна удлиняет срок созревания и снижает его товарные качества. Особенно опасно прорастание зерна на корню, которое приводит к потере пищевых, кормовых и пивоваренных качеств и утрате всхожести. Вегетационный период у ярового ячменя колеблется в широких пределах (55-110 суток) в зависимости от сорта и условий выращивания, озимого - 280-300 суток. Несмотря на ускорение сроков колошения под воздействием более высоких температур, последние имеют второстепенное значение по сравнению с длиной дня. При наличии более высоких температур на юге, в условиях короткого дня, межфазный период (от появления всходов до колошения) обычно почти в два раза длиннее, чем в Заполярье. Главным фактором в прохождении второго межфазного периода от колошения до созревания является уровень температур. В силу этого срок налива и созревания зерна сильно возрастает на севере и почти в два раза сокращается по мере продвижения на юг. У озимого ячменя сорта с пониженной зимостойкостью характеризуются ускоренным ростом с осени и более интенсивными темпами дифференциации конуса нарастания, что ослабляет их закалку и приводит к гибели при низких температурах. Содержание сахарозы в зеленой массе сравнительно зимостойких сортов ячменя составляет 3 %, слабозимостойких сортов - 1,2-1,6 %, а у яровых сортов - менее 1%. Ячмень отличает высокая приспособленность к различным почвам, включая подзолы нечерноземной полосы, солонцеватые земли юго-востока и Закавказья, мощные и обыкновенные черноземы, сероземы Средней Азии и др. Наилучшие результаты по урожайности и качеству зерна он дает на плодородных суглинистых почвах с нейтральной рН и глубоким пахотным горизонтом. Предшественники: пропашные и зернобобовые культуры. Отзывчив на органические (20-40 т/га) и минеральные (30-45 кг/га N, 45-60 кг/га P2O5 и 60 кг/га K2O) удобрения. Орошение в значительной мере повышает высоту и кустистость растений. Возрастают число зерен в колосе и вес 1000 зерен, что увеличивает нагрузку на стебель. Поэтому для сортов орошаемого земледелия обязательна высокая устойчивость к полеганию.
Распространение
Ячмень принадлежит к числу древнейших возделываемых растений земного шара. Археологические находки зерен двурядного ячменя в древних поселениях Передней Азии (Иран, Ирак, Турция) относят к 8-7 тысячелетиям до н. эры. На территории Египта в 6-5 тысячелетиях до н. эры возделывали только шестирядные формы в основном пленчатого ячменя. Лишь последующие раскопки в Файюме выявили в слоях более позднего додинастического периода Египта зерна двурядного ячменя наряду с шестирядным. Продвижение ячменя на территорию Европы осуществлялось из Месопотамии через Малую Азию в Грецию, а оттуда через Балканы в долину Дуная и Южную Россию. На территорию современной Англии ячмень проник в середине 4-го тысячелетия до н. эры. Наиболее древними сельскохозяйственными культурами Китая являются просо, рис и сорго. О возделывании пшеницы и ячменя имеются сведения, относящиеся к концу 2-го тысячелетия до н. эры. В Америку ячмень завезен переселенцами из Европы в 16-18 веках, а в Австралию интродуцирован англичанами в конце 18-го века. На территории Украины и Молдавии уже в 3-м тысячелетии до н. эры существовала трипольская культура, в период которой земледелие носило развитый характер. Ячмень, так же как пшеницу и просо, на этой территории возделывали еще в дотрипольскую эпоху, в 4-3 тысячелетиях до н. эры. Б.Б. Пиотровский относит Закавказье к одному из центров древнейшей культуры ячменя. В настоящее время ячмень широко возделывают во многих зонах с контрастными природно-климатическими условиями. Обширный ареал культуры связан с исключительным богатством экотипов и их приспособленностью к условиям среды. На севере Европы ячмень выходит за пределы Полярного круга: 70° с. ш. в Норвегии, 68° - в Финляндии. В Западной Сибири и Якутии крайняя граница возделывания достигает 67° с. ш. В Азии и Африке ячмень распространен до тропиков включительно, приближаясь к экватору в южных районах Индии, Китая, оазисах Сахары, низовьях реки Нил. В высокогорных районах ячмень достигает возможных пределов земледелия, чем превосходит другие зерновые культуры. В Тибете его возделывают на высоте 4500 м над уровнем моря, в Перу - более 4000 м, в Таджикистане - 3000-3200 м. В Российской Федерации посевные площади в 2001 году в хозяйствах всех категорий составили 10121 тысяч га (21,4 % к посевной площади всех зерновых культур). В структуре посевных площадей ячмень занимает 2 место после пшеницы. В 2004 г. районировано 16 сортов озимого для южных областей России (Бастион, Виктория, Росава и др.) и 123 ярового ячменя. Основные сорта ярового пивоваренного ячменя: Ача, БИОС 1, Визит, Гонар, Зазерский 85, Михайловский, Московский 3, Нур, Нутанс 553, Одесский 100, Раушан, Сигнал, Суздалец, Харьковский 99, Эльф. Селекционные учреждения: Краснодарский НИИСХ им. П.П. Лукьяненко, Ставропольский НИИСХ, Красноярский НИИСХ, Дагестанский НИИСХ, ВНИИ сорго и других зерновых культур, Зональный НИИСХ Северо-Востока им. Н.В. Рудницкого, Сибирский НИИ кормов, Сибирский НИИСХ, НИИСХ Центральных районов Нечерноземной зоны, Уральский НИИСХ.
Хозяйственное значение
Основная зерновая и фуражная культура. Зерно ячменя - концентрированный корм для сельскохозяйственных животных. Солому и мякину также скармливают скоту. Зерно используется для производства муки, перловой и ячневой круп, как суррогат кофе. Ячменный солод является необходимым сырьем для пивоваренной промышленности. Хлеб из ячменя низкого качества: он груб, низкого качества и крошится, это объясняется качеством и содержанием клейковины. В зерне зрелого ячменя обычно содержится 80-90 % сухого вещества и 10-20 % воды. Общее количество углеводов максимально достигает 82 % от сухого вещества зерна. В состав углеводного комплекса входят: крахмал 45-66 %, гемицеллюлоза - 13-15 %, клетчатка - 3-5 %, гумми и слизи - 6-8 %, декстрины - 2,7-4,2 %, растворимые сахара - 1,2-2,8 %. Крахмал состоит из амилозы - 15-20 % и амилопектина - 80-85 %. Для пивоваренной промышленности наиболее ценной фракцией является амилоза, по количеству которой определяют ценность солодовых качеств сортов. В составе белкового комплекса ячменя насчитывают более 20 аминокислот, из которых 8 являются незаменимыми. Клейковина темного цвета, короткорвущаяся, неэластичная и непористая (2-5 %). Зерно содержит витамины группы В (аневрин и рибофлавин), аскорбиновую кислоту, токоферол и жирное масло. Содержание белка в зерне колеблется от 9,5 % до 20 %. Высокое содержание белка характеризует кормовые достоинства сорта. Пивоваренные сорта ячменя имеют зерно с низким содержанием белка (9,5-11 %) и высоким крахмала (60-65 %). Наибольшее значение при изучении солодовых свойств сортов имеют экстрактивность солода в тонком помоле и его ферментативная активность. Высокие показатели по выходу экстракта (более 78 %) характеризуют комплексно ценные солодовые свойства сортов. Высевают обычным рядовым или узкорядным способом, норма посева семян 180-250 кг/га, глубина посева 3-4 см. Убирают прямым комбайнированием и раздельным способом (пивоваренный ячмень при полном созревании зерна, фуражный - начиная с восковой спелости). Средняя урожайность составляет 1,6-2 т/га.
Литература
- Беляков И.И. Технология выращивания ячменя. М., 1985
- Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию. М., 2004
- Жуковский П.М. Культурные растения и их сородичи. Л., 1971
- Культурная флора СССР. Под ред. Вульф Е.В. Л., 1941
- Мальцев В.Ф. Ячмень и овес в Сибири. М., 1984
- Пиотровский Б.Б. Основные этапы древнейшего земледелия в Армении. Л.,1951
- Трофимовская А.Я. Ячмень. Л., 1972
- Суворов В.В. Ботаника. Л.,1961
- Черепанов С.К. Сосудистые растения России и сопредельных государств. СП-б, 1995
© Гашкова И.В.