Технологии производства зеленой массы и зерна ярового ячменя при двуукосном использовании

Введение. Ячмень яровой является культурой разностороннего использования, порядка 70 % от общего его производства используется на кормовые цели в виде зерна, продуктов его переработки, зеленой массы, скашиваемой в разные фазы вегетации [1, 2]. Широко используется ячмень на кормовые цели при возделывании в смесях. По нашим данным, в условиях Красноярского края при скашивании в фазу выхода в трубку-ветвления многокомпонетные смеси с ячменем превосходили контроль горохоовсяную смесь по урожайности зеленой массы на 3–4 т/га, при двуукосном использовании – на

• 2,7–5,8 т/га. Многокомпонентные смеси однолетних злаково-бобовых культур с ячменем показали преимущество по урожайности зеленой массы перед контролем горохо-овсяной смесью также при скашивании в фазу колошения – на 4,6– 6,3 т/га [3].

Кроме того, зеленая масса и зерно ячменя обладают высокой питательной ценностью [4]. В сухом веществе зеленой массы смеси ячменя с горохом и овсом при скашивании в фазу выхода в трубку-ветвления содержалось 12,4 % сырого протеина, 27,7 % сырой клетчатки, 4,2 % сахара [5].

Зерно пленчатого ячменя – прекрасный концентрированный корм, отличающийся повышенной энергетической ценностью: в 1 кг зерна ячменя содержится 1,21 к. ед., зерно ячменя имеет повышенное содержание белка, более ценного, чем белок зерна других фуражных культур. Оно богато незаменимыми аминокислотами, такими как лизин и триптофан. По полноценности протеина, поедаемости, продуктивному действию зерно ячменя превосходит зерно пшеницы [6, 7].

По урожайности зерновых культур существует такая тенденция: чем более высокой уровеь она имеет, тем выше ее нестабильность по годам. За двадцатилетний период вариабельность урожайности зерновых культур в мире возросла с 2,26 до 3,36 % [2, 4, 8]. В России урожайность зерновых культур в засушливые сороковые годы снижалась на 1,7 ц/га, а в семидесятые уже на 5,7 ц/га [9]. По даным А.А. Жученко [9], урожайность сельскохозяйственных культур варьировала в мире по годам более чем на 25 %. За последние 40 лет в Красноярском крае урожайность ячменя в хозяйствах снижалась в засушливые годы на 14,7 ц/га [10].

Проблема качества кормов требует безотлагательных мер по причине их несоответствия зоотехническим требованиям. Установлено, что энергетическая ценность 1 кг сухого вещества заготавливаемых грубых и сочных кормов должна быть не менее 9,5–10,5 МДж и 12–14 % сырого протеина. По данным Н.А. Ларетина [11], дефицит обменной энергии и белка в рационах животных составляет 15–20 % и более, что вызывает перерасход кормов до полутора раз. В результате при годовой норме грубых и сочных кормов на одну условную голову КРС 2– 2,5 т дополнительно требуется 0,6–1 т КЕ. По данным Е.П. Чиркова [12], А.С. Шпакова и др. [13], дефицит кормового белка и энергии приводит к перерасходу кормов до двух раз.

Таким образом, ячмень является важнейшей кормовой и продовольственной культурой в России и в мире. Максимальная реализация биологических возможностей этой культуры требует совершенствования таких элементов технологии ее возделывания, как число укосов. Двуукосное использование ячменя является частью создания органического земледелия в России, так как позволяет получить больше экологически чистой продукции с единицы площади без применения средств химизации. Актуаль- ность данной темы обусловлена необходимостью технологий производства зеленой массы и зерна из ярового ячменя с целью повышения урожайности в условиях лесостепной зоны Красноярского края.

Цель исследования – оценить технологии производства зеленой массы и зерна ячменя при одноукосном и двуукосном использовании.

Задачи: исследовать изменения урожайности зеленой массы в зависимости от сорта и погодных условий; установить продуктивность ячменя в зависимости от числа укосов; определить экологическую пластичность и стабильность сортов ярового ячменя.

Объекты, методы и результаты. Полевые исследования проводились на полях УНПК «Борский» Сухобузимского района в 2020–2022 гг. в Красноярской лесостепи в соответствии с методиками госсортоиспытания [14] и ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса [15]. Почва – выщелоченный чернозем, предшественник – зерновые культуры. Обработка почвы осуществлялась согласно требованиям зональных систем земледелия и общепринятых рекомендаций для зоны. Площадь каждого варианта опыта – 56 м², способ посева – рядовой, сеялкой ССНП-1,6. Коэффициент высева – 5,0 млн всх. зерен/га. Двуукосное использование представляет из себя скашивание зеленой массы сортов ячменя в фазу выхода в трубку, а после их отрастания и формирования урожая зерна – его уборку. Учет урожая зерна проводили прямым комбайнированием на площади 10 м² в фазу восковой – полной спелости. Повторность – четырехкратная. Одноукосное использование – это технология возделывания ячменя на зерно. Статистическая обработка результатов проведена по методикам Б.А. Доспехова [16, 17] и Д.У. Снедекора [18].

Коэффициент линейной регрессии (bi) рассчитывали по методике S.A. Eberhart et W.A. Russell [19], стрессоустойчивость (У2-У1) – по методике Rossielle et Hamblin [20], индекс экологической пластичности (ИЭП) – по методике А.А. Грязнова [21], коэффициент вариации (V) – по Б.А. Доспехову [16, 17]. Индекс стабильности (L´), размах урожайности (d) и мера стабильности сорта (S2d) рассчитаны по методике О.Г. Миха-ревой [22]. Мера стабильности показывает отклонение фактических урожаев от теоретических. Чем это отклонение ближе к нулю, тем сорт стабильнее. Чем выше индекс стабильности (L′), тем сорт стабильнее. Размах урожайности (d) позво- ляет увидеть разницу между максимальным и минимальным показателями сорта, выраженную в процентах [1]. По методике Э.Д. Неттевича, А.И. Моргунова, М.И. Максименко [23] был рассчитан показатель уровня и стабильности сорта (ПУСС). Этот комплексный параметр позволяет одновременно учитывать уровень и стабильность исследуемого показателя сорта и характеризует способность сорта реагировать на изменение условий выращивания. Чем ПУСС больше, тем сорт лучше.

Для опыта были взяты сорта ячменя, включенные в перечень селекционных достижений, допущенных к использованию по Красноярскому краю, и перспективные для двуукосного использования: Такмак, Оленек, Жихарь и Сымбат. В качестве контроля брали одноукосное использование и сорт Оленек.

Погодные условия в годы проведения опытов были контрастными как по распределению температур и осадков в отдельные месяцы, так и в целом за вегетационные периоды. В 2019 г. засушливым был май и июль, близким к среднему многолетнему значению по количеству осадков август и сентябрь, значительно превосходил норму июнь. В июне 2019 г. при норме 46,8 мм выпало 106 мм осадков. Первая половина периода вегетации 2019 г. характеризовалась равномерным распределением температур и осадков и была благоприятной для роста и развития исследуемой культуры. В 2020 г. количество осадков превышало норму во все месяцы вегетационного периода, особенно существенно в июне и июле. В июне 2020 г. осадков выпало на 47,4 мм, в июле – на 64 мм выше нормы (табл. 1).

Таблица 1

Метеорологическая характеристика вегетационных периодов лет исследования

Год	Месяц					За вегетацию
	Май	Июнь	Июль	Август	Сентябрь
Средняя температура воздуха, ºС
2020	12,7	15,7	18,8	17,3	10,5	15,0
2021	10,0	15,9	20,4	18,0	8,2	14,6
2022	11,7	15,9	16,7	13,9	7,9	13,2
Норма	8,7	15,5	18,3	14,9	8,3	13,1
Сумма температур, ºС
2020	393,7	471,0	582,8	536,3	315,0	2298,8
2021	319,0	477,0	632,4	558,0	246,0	2232,4
2022	362,7	477,0	517,7	430,9	237,0	2025,3
Норма	269,7	465,0	567,3	447,0	249,0	1998,0
Сумма осадков, мм
2020	46,0	96,0	109,0	79,0	48,0	378,0
2021	29,0	113,0	30,0	42,0	14,0	228,0
2022	18,0	43,0	13,0	93,0	63,0	230,0
Норма	34,7	46,8	64,5	58,6	42,5	247,1
ГТК
2020	1,17	2,04	1,87	1,47	1,52	1,64
2021	0,91	2,64	0,47	0,75	0,57	1,02
2022	0,50	0,90	0,25	2,16	2,66	1,14
Норма	1,30	1,00	1,10	1,30	1,70	1,24

В 2021 г. ниже нормы выпало осадков в мае, июле и августе – 29 мм, 30 и 42 мм, норма в эти месяцы составляла 34,7 мм, 64,5 и 58,6 мм. Значительно ниже нормы выпало осадков в сентябре: их количество было меньше нормы в

3 раза и составляло 14 мм. Июнь 2021 г. характеризовался ливневыми дождями, количество осадков этого месяца в 2,5 раза превышало норму. В 2022 г. засушливые условия сложились в мае и июле, количество осадков в эти месяцы было в 2 и 5 раз ниже среднего многолетнего значения. Близким к норме по количеству осадков был июнь; август и сентябрь 2022 г. избыточно увлажнены (см. табл. 1).

По показателю гидротермического коэффициента избыточно увлажненным был 2020 г., недостаточно увлажненными – 2021 и 2022 гг. Периоды вегетации лет исследований были более теплыми в сравнении со средней многолетней величиной. Средняя температура воздуха составляла от 13,2 °С в 2022 г. до 15,0 °С в 2020 г. при норме 13,1 °С (см. табл. 1). В целом годы исследований были контрастными по условиям тепло- и влагообеспеченности, что позволило сделать всестороннюю оценку экспериментального материала.

Урожайность зеленой массы зависела от сорта и погодных условий вегетационных периодов. Динамика урожайности зеленой массы по годам была значительной, о чем свидетельс-вует коэффициент вариации, который в зависимости от сорта составлял от 25,9 (Такмак) до 49,6 % (Оленек). Самое низкое варьирование урожайности зеленой массы при возделывании по предшественнику пшеница обеспечивали сорта Такмак и Жихарь. В среднем за годы исследований превосходили контроль по урожайности зеленой массы сорта Сымбат (на 4,1 т/га) и Такмак (на 2,9 т/га). В отдельные годы панорама была иной. Так, в 2020 г. все исследуемые сорта превосходили контроль по урожайности зеленой массы. В 2021 г. превосходили контроль сорта Такмак и Сымбат; в 2022 г. – сорта Такмак и Жихарь уступали контролю по урожайности зеленой массы, а урожайность сорта Сымбат была на уровне контроля (табл. 2).

Исследуемые сорта обладают ярко выраженной ремантатностью и способны формировать после отрастания второй урожай в виде зерна (табл. 3).

Урожайность при двуукосном использовании была ниже, чем при одноукосном, однако ее уровень был довольно высоким и составлял от 75,8 до 92,5 % к одному укосу. Лучшими для двуукосного использования по урожайности зерна были сорта Такмак и Жихарь (табл. 3).

Таблица 2

Влияние сорта и погодных условий на урожайность зеленой массы ярового ячменя, т/га

Сорт	Год			Средняя	V, %	± к контролю
	2020	2021	2022
1. Оленек (контроль)	11,4	27,5	35,6	24,8	49,6
2. Такмак	19,8	33,8	29,4	27,7	25,9	2,9
3. Жихарь	16,8	28,7	25,8	23,8	26,1	–1,0
4. Сымбат	19,7	30,5	36,4	28,9	33,4	4,1
НСР 05 А сорт	2,6	1,6	1,9	1,1
НСР 05 Б год				1,0
НСР 05А × Б				1,9

Таблица 3

Влияние числа укосов на урожайность зерна сортов ячменя (2020–2022 гг.), т/га

Сорт	Один укос, контроль	Два укоса	% к контролю
1. Оленек	4,25	3,22	75,8
2. Такмак	4,65	4,30	92,5
3. Жихарь	4,25	3,29	77,4
4. Сымбат	4,55	4,10	90,1
НСР 05 А (сорт)	0,16	0,12
НСР 05 Б (год)	0,14	0,11
НСР 05А × Б	0,27	0,21

Эти же сорта были лучшими по сбору сухого вещества при двуукосном использовании. Сбор сухого вещества с зеленой массы и с зерна у сортов Такмак и Сымбат был 9,87 т/га, что составляло к одному укосу 212 и 217 % соответственно (табл. 4).

Сорт Сымбат показал лучший результат по стрессоустойчивости (У2-У1) – 3,05 при одноукосном использовании и 4,48 – при двуукосном. Следовательно, этот сорт наиболее стрессоустойчив и может лучше приспосабливаться к неблагоприятным условиям по сравнению с другими сортами. Способны формировать высокую урожайность в различных условиях среды сорта Такмак и Сымбат. Об этом свидетельствует индекс экологической пластичности (ИЭП), который при двуукосном использовании у сорта Такмак составил 1,65, у сорта Сымбат – 1,60. Несколько ниже был индекс экологической пластичности этих сортов при одноукосном использовании (табл. 5).

Таблица 4

Сорт	Один укос, зерно, контроль	Два укоса			% к контролю
		Зеленая масса	Зерно	Сумма
1. Оленек	4,25	5,00	3,22	8,22	193,41
2. Такмак	4,65	5,57	4,30	9,87	212,26
3. Жихарь	4,25	4,77	3,29	8,06	189,65
4. Сымбат	4,55	5,77	4,10	9,87	216,92
НСР 05 А (сорт)	0,16	0,2	0,12	0,13
НСР 05 Б (год)	0,14	0,2	0,11	0,11
НСР 05А × Б	0,27	0,4	0,21	0,22

Сбор сухого вещества сортов ярового ячменя при одноукосном и двуукосном использовании (2020–2022 гг.), т/га

Изменчивость сбора сухого вещества была значительной во всех случаях, за исключением сорта Жихарь при двуукосном использовании, о чем свидетельствуют коэффициенты вариации (V). Следует отметить существенное снижение варьирования сбора сухого вещества при двуукосном использовании в сравнении с одноукосным. Данное обстоятельство также указывает на целесообразность применения данной технологии производства зеленой массы и зерна.

Коэффициент линейной регрессии b i показывает реакцию сорта на произошедшие изменения условий выращивания, его экологическую пластичность. Большое влияние на экологическую пластичность сортов оказывал способ использования. Так, при одноукосном использовании коэффициент линейной регрессии сортов Оленек и Жихарь был близким в единице, что свидетельствует об их способности формировать хороший урожай в различных условиях среды.

Коэффициент линейной регрессии сорта Сымбат был значительно меньше единицы, как при одноукосном, так и при двуукосном использовании. Меньше единицы был b i также у сорта Жихарь при двуукосном использовании, что позволяет говорить о возможности получения высоких урожаев на экстенсивном фоне, то есть ожидать максимум отдачи при минимуме затрат. Сорт Такмак – интенсивного типа, он являлся более отзывчивым на изменение условий среды и имел самый высокий показатель коэффициентов линейной регрессии, превышающий единицу, как при одноукосном, так и при двуукосном использовании.

В целом по блоку показателей пластичности можно сказать, Сымбат – наиболее пластичный сорт, способный формировать высокую и стабильную урожайность в любых условиях (табл. 5).

Таблица 5

Пластичность и стабильность сортов ярового ячменя по сбору сухого вещества (2020–2022 гг.)

Сорт	Пластичность				Стабильность
	У2-У1	ИЭП	V	bi	L'	ПУСС	d	S2d
Один укос
Оленек	–4,72	0,96	60,09	1,00	0,07	0,30	21,15	0,10
Такмак	–6,61	0,98	80,04	1,45	0,06	0,27	73,86	0,80
Жихарь	–4,98	0,95	59,27	0,98	0,07	0,31	71,45	0,29
Сымбат	–3,05	1,12	33,54	0,57	0,14	0,62	50,25	0,44
Два укоса
Оленек	–8,17	1,24	20,04	0,61	0,30	1,83	33,10	0,29
Такмак	–6,28	1,65	25,21	1,04	0,32	2,60	37,73	0,58
Жихарь	–5,45	1,34	13,98	0,48	0,47	3,02	24,30	0,01
Сымбат	–4,48	1,60	20,54	0,28	0,37	2,87	24,18	4,42

Показатель уровня и стабильности урожайности сорта (ПУСС), учитывающий одновременно уровень и вариабельность продуктивности (см. табл. 5), имел наивысшие значения при двуукосном использовании. Это говорит о том, что при относительной стабильности при двуукосном использовании сортам ячменя был присущ высокий сбор сухого вещества. Максимальный уровень ПУСС и L´ (индекс стабильности) при двуукосном использовании был у сортов Жихарь и Сымбат, при одноукосном – у сорта Жихарь.

Наименьший размах сбора сухого вещества (d) и мера стабильности сорта (S2d) при одноукосном использовании были у сорта Оленек – 21,15 и 0,10. При двуукосном использовании меньший размах сбора сухого вещества (d) был у сортов Жихарь – 24,3 и Сымбат – 24,18. Мера стабильности сорта (S2d) при двуукосном использовании стремится к нулю у сорта Жихарь. Следовательно, обеспечивать стабильный сбор сухого вещества при одноукосном использовании способен Сымбат, при двуукосном – сорт Жихарь (см. табл. 5).

Заключение

• 1.    Урожайность зеленой массы ярового ячменя зависела от погодных условий и сортов. Варьирование урожайности зеленой массы по годам было высоким. Большая урожайность зеленой массы фомировалась в 2021, 2022 гг. при дефиците осадков в мае, близким их количеством к норме и превышающим ее в июне и

• близкой к норме теплообеспеченностью июня. Показали прибавку урожайности зеленой массы к контролю (сорт Оленек) сорта Сымбат (4,1 т/га) и Такмак (2,9 т/га).

• 2.    Исследуемые сорта ячменя в условиях Красноярской лесостепи способны отрастать после скашивания на зеленую массу в фазу выхода в трубку и формировать второй урожай в виде зерна, который составлял 75,8–92,5 % от урожайности зерна при одноукосном использовании. Лучшим по урожайности зерна при двуукосном использовании являлся сорт Такмак, обеспечивающий 92,5 % урожайности зерна к одному укосу.

• 3.    Оценка технологии производства зеленой массы и зерна ячменя путем двуукосного использования посевов показала значительное преимущество этой технологии перед технологией одноукосного использования по сбору сухого вещества. При двуукосном использовании сорта ячменя превосходили одноукосное по сбору сухого вещества в 1,9–2,2 раза. Максимальный сбор сухого вещества по сумме зеленой массы и зерна обеспечили сорта Такмак и Сымбат – 9,87 т/га.

• 4.    Наиболее пластичным сортом, способным формировать высокую урожайность зерна и зеленой массы в любых условиях произрастания как при двуукосном, так и при одноукосном использовании, является сорт Сымбат. По показателям стабильности при одноукосном использовании выделился сорт Сымбат, при двуукосном – сорт Жихарь.