Агроэкологическое состояние агрофитоценоза сортов пивоваренного ячменя в лесостепи Западной Сибири

Одним из наиболее надежных и ценных источников продовольственного и фуражного зерна в регионах с засушливыми почвенно-климатическими условиями являются зернофуражные культуры, к которым относится ячмень [1; 2]. В Сибири ячменя производится в настоящее время в три раза меньше необходимой потребности как на кормовые цели, так и на технические. Одна из основных причин этого – исчерпание резервов экстенсивных технологий возделывания зерновых культур и стабилизация продуктивности за последние годы на уровне 1,7 т/га, что не соответствует потенциальным возможностям региона [3].

Применение ресурсосберегающих почвозащитных систем обработки на черноземных почвах лесостепных агроландшафтов при выращивании ячменя наиболее эффективно при комплексном применении средств интенсификации. Содержание белка в зерне при этом снижалось до 10,0–11,5% и соответствовало ГОСТу [4]. Для выращивания пивоваренного ячменя нужно строго соблюдать режим азотного питания. Поскольку высокие дозы азотных удобрений в засушливых условиях приводят к возрастанию содержания белка в зерне, что делает его непригодным для пивоварения [5].

В условиях лесостепи Западной Сибири совершенствование технологии возделывания пивоваренного ячменя в сравнении с фуражным способствует увеличению производства местного, более дешевого сырья, что повышает конкурентоспособность про

дукции пивоваренных производств и соответственно прибыль сельских товаропроизводителей. В настоящее время в Омской области яровой ячмень возделывается на площади около 326 тыс. га, из них сорта пивоваренного направления занимают менее 33%. Около половины всех посевов пивоваренного ячменя - это иностранные сорта (Беатрис, Ксанаду, Аннабель), с которыми предпочитают работать специалисты пивоваренных компаний [6].

Цель работы - изучить агроэкологические особенности, продуктивность и качество зерна сортов пивоваренного направления при интенсификации технологии в условиях лесостепной зоны Западной Сибири.

Объекты и методы исследований

Исследования проведены в южной лесостепной почвенно-климатической зоне Омской области на полях лаборатории ресурсосберегающих агротехнологий Сибирского НИИ сельского хозяйства в 2010-2013 гг. в полевом опыте с изучением пяти сортов ячменя и четырех вариантов применения средств химизации. Почва опытного участка -лугово-черноземная, рН - 6,4 содержание гумуса 7-8%. Размещение делянок в опыте систематическое, повторность 4-кратная.

Предшественник - яровая мягкая пшеница. Основная обработка - плоскорезная на 12-14 см. Минеральные удобрения в дозе N30P30 вносились до посева локально дисковой сеялкой. Обработку посевов гербицидами проводили в фазу кущения ячменя («Диален-Супер» + «Магнум»). Фунгициды применялись в фазу выхода в трубку - колошения культуры по первым признакам листостеблевых болезней («Тилт-250»). Защита посевов проводилась штанговым опрыскивателем согласно рекомендациям и схеме опыта. Сорта ячменя высевали дисковой сеялкой в срок 20–25 мая с нормой 4,5 млн всхожих зерен на га. Учет урожая велся при однофазной уборке комбайном «Сампо-130».

Результаты исследований

Одним из основных факторов устойчивого производства зерна в адаптивных почвенно-климатических условиях региона является сорт. При различной реакции выращиваемых сортов ячменя на условия влагообеспеченности, как правило, формируют наибольшую урожайность зерна высокого качества только при оптимальном увлажнении почвы в критические фазы вегетации культуры [7].

Коэффициент водопотребления изучаемых сортов ячменя на контроле (без химизации) составил 109-128 мм/т при минимальном значении у местного сорта Омский 90, а максимальном - у немецкого сорта Аннабель. Комплексное применение средств химизации способствовало снижению коэффициента водопотребления с 118 до 93 мм/т зерна, или на 21,2% относительно контроля. При этом более экономное водопотребле-ние отмечено у сибирских сортов Сигнал и Омский 90.

Агрофитоценоз посевов ячменя, включая сорный компонент, в значительной степени формировался средствами химизации и сортовым составом культуры (табл. 1).

Высокая степень засоренности посевов сорняками (преимущественно однолетними двудольными) отмечалась на контроле (без химизации) у сортов ячменя Омский 90 и Ксанаду (в среднем 28,7%), а наименьшая - в варианте комплексного применения средств химизации независимо от сорта (3,3-6,2%, в 5,7 раза меньше). Корреляционная связь надземной биомассы сорняков с урожайностью зерна сортов ячменя имела обратную высокую отрицательную сопряженность (г = -0,83 ± 0,14). Следовательно, обязательным элементом технологии возделывания сортов ярового ячменя является применение гербицидов [8].

Таблица 1

Элемент агрофитоценоза	Вариант химизации	Сорт					Среднее
		Омский 90	Сигнал	Аннабель	Ксанаду	Беатрис
Надземная масса культуры, г/м2	Контроль	1255	1293	950	901	1125	1105
	Гербициды	1488	1576	1320	1458	1380	1444
	г + у*	1823	2100	1317	1566	2002	1762
	к/х	2218	2205	1705	1918	2115	2032
	Среднее	1696	1794	1323	1461	1656	—
Доля сорняков, %	Контроль	28,8	16,7	23,9	28,6	26,2	24,8
	Гербициды	7,1	3,0	8,4	4,6	6,1	5,8
	г + у	8,9	3,1	4,6	8,5	4,8	6,0
	к/х	6,2	3,3	5,8	5,0	4,3	4,3
	Среднее	12,8	6,5	10,7	11,7	10,4	–

*«г + у» – гербициды + удобрения; «к/х» – комплексная химизация.

Засоренность посевов сортов ячменя в зависимости от применения средств химизации (2010–2013)

Листостеблевыми инфекциями, в основном сетчатой пятнистостью, поражались в разной степени все сорта ячменя [9]. Отмечалось, что распространение сетчатой пятнистости верхнего яруса листьев изменялось на контрольном варианте от 13,7% у сорта Ксанаду до 24,1% у сорта Омский 90 (табл. 2).

Таблица 2

Развитие листостеблевых инфекций на посевах сортов ячменя в зависимости от применения средств химизации (2010–2013)

Сорт (фактор А)	Химизация (фактор В)	Сетчатая пятнистость		Септориоз
		Р*	R**	Р	R
Омский 90	Контроль	11,7	24,1	0,8	1,2
	к/х	8,6	15,1	0,7	0,8
Сигнал	Контроль	11,2	18,8	0,4	0,5
	к/х	9,3	14,5	0,2	0,5
Аннабель	Контроль	13,6	19,9	0,4	0,8
	к/х	8,3	14,6	0,1	0,7
Ксанаду	Контроль	8,9	13,7	0,1	0,4
	к/х	5,7	9,0	0,2	0,3
Беатрис	Контроль	10,5	15,0	0,3	0,4
	к/х	6,2	8,1	0,2	0,8
Среднее по химизации	Контроль	11,2	18,3	0,4	0,7
	к/х	7,6	12,3	0,3	0,6
НСР (по	актору В)	2,71	4,19	0,36	0,35

*Р – развитие болезни; **R – распространение болезни.

При защите посевов ячменя фунгицидом распространение сетчатой пятнистости листьев снижалось на 32,8% (наименьшее у сортов Ксанаду и Беатрис), а развитие – с 11,2 до 7,6% (в 1,5 раза), что типично для региона [10].

Анализ почвенных инфекций показал, что наибольшая распространенность корневых гнилей отмечена у сортов Ксанаду (67%) и Омский 90 (64%), а наименьшая – у сорта Беатрис (45%). При комплексном применении средств интенсификации отмечено снижение распространенности инфекции у растений ячменя на 18,6%, а индекса развития – в 1,5 раза. Доля фактора сорта ячменя при поражении корневой гнилью составила 34%, а комплексной химизации – 63%.

У разных сортов формированием развитой корневой системы наряду с листовой поверхностью в существенной степени определяется продуктивность культуры. Отме- чено, что в варианте без химизации наибольшее количество корешков (4,4 шт.) вторичной корневой системы растений формировал сорт Омский 90, а при применении комплексной химизации – сорта Сигнал и Ксанаду (5,0–5,1 шт.). В фазу кущения по вариантам с максимальной интенсификацией количество корешков на растение в сравнении с контролем возрастало на 0,57 шт., или на 14%.

Установлено, что глубина залегания вторичной корневой системы у ячменя изменялась на контрольном варианте от 2,4 см у сорта Сигнал до 3,3 см у сорта Омский 90 (табл. 3).

Таблица 3 Формирование вторичной корневой системы у сортов ячменя в зависимости от применения средств химизации (2010–2013)

Сорт	Глубина залегания, см		Количество корешков, шт.		Длина корней, см
	Контроль	к/х	Контроль	к/х	Контроль	к/х
Омский 90	3,3	3,7	4,4	4,7	3,3	3,5
Сигнал	2,4	3,1	4,0	5,0	3,2	3,8
Аннабель	2,7	2,9	4,0	4,5	3,3	3,8
Ксанаду	2,9	3,1	4,4	5,0	3,8	4,0
Беатрис	2,4	3,0	4,1	4,4	3,5	3,7
Среднее	2,7	3,2	4,2	4,7	3,4	3,7
НСР 05 (сорт)	0,1		0,3		0,2
НСР 05 (химизация)	0,1		0,2		0,1
НСР 05 (для частных различий)	0,2		0,4		0,3

Условия питания на фоне удобрений и средств защиты в посевах ячменя способствовали увеличению длины корней и количества вторичных корешков на 9,0–13,6%, а глубины залегания вторичной корневой системы – на 18,3%.

При наибольшей площади листьев у сорта Омский 90 (10,1 см2) суммарная площадь фотосинтетической листовой поверхности у сортов ячменя имела среднюю сопряженность с урожайностью зерна (r = 0,68 ± 0,14).

Фотосинтетическая площадь листьев у растений повышалась в среднем на 30,9% от применения средств интенсификации. При этом сорта ячменя сибирской селекции превосходили европейские по площади листовой поверхности на 20,3–25,7%. Суммарная площадь листовой поверхности у растений ячменя зависела от фактора сорта на 22,5%, а от фактора химизации на 75,9%.

На элементы продуктивности ячменя в значительной степени влияли средства химизации (их доля составляла от 40,7 до 66,1%). Но и сортовые особенности были также значимы – от 26 до 56,3% (табл. 4).

Таблица 4

Доля влияния факторов сорта и средств химизации на формирование элементов продуктивности ячменя, % (2010–2013)

Фактор	Продуктивная кустистость	Количество зерен в колосе	Масса зерна с одного колоса	Масса 1000 зерен
Сорт (А)	25,7	26,0	30,7	56,3
Средства химизации (В)	66,1	42,6	59,9	40,7
Взаимодействие (А х В)	8,2	26,4	9,4	3,0

Урожайность зерна у сортов ячменя в вариантах опыта изменялась от 1,84 (сорт Аннабель на контроле) до 2,84 т/га (сорт Сигнал при комплексной химизации). Различия составляли 54,3%, что связано с интенсификацией технологии и генетическими особенностями сортов, их реакцией на агроландшафтные условия (табл. 5).

Таблица 5

Вариант химизации (фактор В)	Сорт (фактор А)					Среднее по В, НСР 05 = 0,09
	Омский 90	Сигнал	Аннабель	Ксанаду	Беатрис
Контроль (без химизации)	2,07	2,15	1,84	2,09	2,13	2,06
Гербициды	2,42	2,34	2,07	2,40	2,43	2,33
Гербициды + удобрения	2,64	2,60	2,28	2,59	2,65	2,55
Гербициды + удобрения + фунгициды	2,71	2,84	2,48	2,78	2,74	2,71
Среднее по А, НСР 05 = 0,11	2,46	2,48	2,17	2,46	2,49

НСР (для частных различий) – 0,21 т/га

Урожайность зерна сортов пивоваренного ячменя в зависимости от применения средств химизации, т/га (2010–2013)

При применении интенсивных агротехнологий выращивания сорта Беатрис и Ксанаду обеспечивают получение качественного зерна с пониженным содержанием белка (11,1–11,7%), высокой экстрактивностью (76,5%), что наряду с содержанием крахмала (61,0–62,7%), жира (2,0–2,1%) и пленчатостью (7,5–11,1%) отвечает требованиям пивоваренной промышленности. При этом продуктивность данных сортов была на уровне местных адаптированных сортов, в среднем 2,76 т/га.

Подтверждено, что рациональное применение удобрений и пестицидов не является источником загрязнения почвы, растений и конечной продукции. Содержание тяжелых металлов (цинка, свинца, никеля, кадмия) существенно меньше минимального в соответствии с экологическими требованиями. Остатки применяемых пестицидов в образцах зерна ячменя не обнаружены.

Заключение

Для увеличения объемов заготовки в регионе высококачественного зерна пивоваренного ячменя необходимо расширение площади возделывания сортов пивоваренного направления. Наряду с местным сортом Сигнал в большей мере для этого подходят сорта иностранной селекции Беатрис и Ксанаду. Требуется освоение усовершенствованной технологии выращивания пивоваренных сортов, адаптированных к местным почвенно-климатическим условиям, с рациональным подбором средств химизации и других агроприемов для получения урожайности 2,5–3,0 т/га соответствующего качества.

V.L. Ershov1, L.V. Yushkevich1, 21Omsk State Agrarian University named after P.A. Stolypin, Omsk2Omsk Agrarian Scientific Center, Omsk

Agroecological state of the agrophytocenosis of brewing barley varieties in the forest-steppe of Western Siberia