Ячмень яровой
В книге обобщены результаты многолетних исследований автора, проведенных во Всесоюзном ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательском институте кукурузы и данные других научно-исследовательских учреждений, всесторонне освещен опыт выращивания этой культуры в различных зонах страны. Описаны ботанические и биологические особенности, изложены принципы дифференцированного применения агротехнических приемов, намечены пути повышения урожая ячменя в основных районах его возделывания.
· О книге
· Введение
· Ботаническая характеристика и особенности развития ячменя
· Сорта, районированные в основных зонах возделывания ячменя
· Место ячменя в севообороте
· Основная обработка почвы
· Предпосевная обработка почвы
· Удобрение
· Подготовка семян к посеву
· Посев
· Уход за посевами
· Уборка
· Указатель литературы
Источник:
Борисоник З.Б. 'Ячмень яровой' - Москва: 'Колос', 1974 - с.255
О книге
Зиновий Борисович Борисоник - Ячмень яровой
З. Б. БОРНСОНИК - Доктор сельскохозяйственных наук
МОСКВА "КОЛОС" 1974
Б 82
УДК 633.16"321"
Борисоник 3. Б.
82 Ячмень яровой. М., "Колос", 1974.
255 с. с ил.
В книге обобщены результаты многолетних исследований автора, проведенных во Всесоюзном ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательском институте кукурузы и данные других научно-исследовательских учреждений, всесторонне освещен опыт выращивания этой культуры в различных зонах страны. Описаны ботанические и биологические особенности, изложены принципы дифференцированного применения агротехнических приемов, намечены пути повышения урожая ячменя в основных районах его возделывания.
© Издательство "Колос", 1974
| Б | 40401-347 | 77-74 |
| 035(01)-74 |
Редактор А. И. Григорьева Художественный редактор
Л. М. Воронцова Технические редакторы В. А. Зорина,
Н. А. Усанова Корректор В. М. Русинова
Сдано в набор 27/V 1974 г. Подписано к печати 18/Х 1974 г. Формат 84Х108 1/32. Бумага тип. № 3. Усл.-печ. л. 13,44. Уч.-изд. л. 14,07. Изд. № 42. Тираж 17600 экз. Заказ № 623. Цена 82 коп.
Ордена Трудового Красного Знамени издательство "Колоо, 103716, ГСП, Москва, К-31, ул. Дзержинского, д. 1/19.
Московская типография № 11 Союзполи-графпрома при Государственном комитете Совета Министров СССР по делам издательств, полиграфин и книжной торговли. Москва, 113105, Нагатинская ул., д. 1.
Введение
Увеличение производства зерна является ключевой проблемой развития сельского хозяйства. В решении этой проблемы основную роль играют зерновые колосовые культуры, в числе которых определенное место занимает и ячмень.
По данным ФАО, из 130 - 150 млн. т ежегодных валовых сборов ячменя 42 - 48% расходуется на промышленную переработку, включающую приготовление различных комбикормов, 6 - 8% - на производство пива, 15% - на пищевые и 16% - непосредственно на кормовые цели (Неттевич, 1974). В нашей стране зерно ячменя используется преимущественно (около 70%) на кормовые цели (Трофимовская, 1972).
Зерно ячменя содержит много белка, крахмала и является прекрасным концентрированным кормом. В белке ячменя содержится весь набор незаменимых аминокислот, включая особо дефицитные - лизин и триптофан. В последнее время получены образцы высоколизинового ячменя, в протеине зерна которого содержится 4,5 - 4,9% лизина. Небольшое количество ячменя в составе комбикормов способствует укреплению здоровья и выносливости крупного рогатого скота в период зимнего стойлового содержания; отмечается влияние ячменя на повышение яйценоскости домашней птицы.
Намечается резко повысить долю фуражного зерна в общем зерновом производстве нашей страны, что в значительной степени будет решаться за счет увеличения валового сбора ячменя.
Ячмень используется также для продовольственных целей и особую ценность представляет для пивоваренного производства. Солома и мякина ячменя - хороший грубый корм для скота.
В зависимости от целевого назначения к зерну ячменя предъявляются специфические требования. Для сельскохозяйственных животных, и в первую очередь для свиней, а также для птицы, в качестве концентрированного корма используется ячмень, отличающийся высоким содержанием белка в зерне. Новейшие достижения в совершенствовании технологии выращивания, в частности применении удобрений, а также успехи в области селекции открывают возможность значительного повышения кормовой ценности зерна ячменя в результате увеличения содержания в его белке незаменимых аминокислот, особенно лизина.
В ряде государств Азии и Африки ячмень возделывается как хлебная культура; в Швеции, Дании, Польше, Канаде и в других странах - на кормовые цели (75 - 90% валовых сборов). В Дании ячмень возделывают как специальное кормовое растение, зерно которого используют для производства бекона (Жуковский, 1971). В США, где наблюдается заметный рост валового сбора ячменя при относительно стабильных площадях посева более половины зерна его идет на корм. В Канаде ячмень занимает важное место в откорме скота (Гоулден, 1957).
Ячмень используют для приготовления круп. При изготовлении ячневой крупы наибольший выход ее получают при переработке стекловидного ячменя. Для получения перловой крупы лучшие результаты получаются при переработке полустекловидных и мучнистых ячменей. У крупяного ячменя пленчатость должна быть не выше 12%, натурный вес - не менее 605 г/л; зерно должно быть крупным, вызревшим, выравненным.
По данным Государственной комиссии по сортоиспытанию, стекловидность эндосперма зерна ячменя больше зависит от условий выращивания, чем от сортовых особенностей. Наиболее стекловидное зерно получают в восточных и южных районах страны, наиболее мучнистое - в западных и северных. Для выращивания крупяных сортов ячменя благоприятствуют почвенно-климатические условия Казахской ССР, Поволжского района, центрально-черноземной зоны, Северо-Кавказского района, Лесостепи и Полесья Украинской ССР и Прибалтики.
Особую ценность представляет ячмень в пивоваренном производстве. Для пивоваренной промышленности, согласно требованиям ГОСТ 5060 - 67, пригодно зерно крупное (не менее 80 и 60% остающегося на ситах с шириной отверстий 2,8 мм для I класса и не менее 2,5 мм для II класса), которое обладает высокой способностью к прорастанию. Зерно пивоваренного ячменя должно отличаться повышенным содержанием крахмала (60 - 70%) и экстрактивных веществ (78 - 82%), малым количеством белка (9 - 12%), тонкой и светлой оболочкой (7 - 9%). Пивоваренные качества зерна ячменя определяются сортовыми особенностями и в значительной степени почвенно-климатическими условиями, а также уровнем почвенного питания и агротехникой.
По материалам Всесоюзного научно-исследовательского института пиво-безалкогольной промышленности наиболее благоприятные условия для выращивания ячменя с хорошими пивоваренными качествами и хорошими солодовыми свойствами имеются в ряде областей РСФСР (Белгородская, Брянская, Воронежская, Калужская, Курская, Липецкая, Орловская, Рязанская, Смоленская, Тульская), Белоруссии (Витебская, Гомельская, Минская, Могилевская), Литовской ССР, Латвийской ССР, Эстонской ССР, Киргизской ССР и Казахской ССР (Алма-Атинская, Талды-Курганская и Джам-булская области) (Зубенко, 1971).
Л. А. Сигал (1967) указывает, что на Украине наиболее благоприятными почвенными и климатическими условиями для возделывания высокоэкстрактивного ячменя отличаются лесостепные районы Винницкой, Волынской, Житомирской, Ивано-Франковской, Киевской, Львовской, Ровенской, Тернопольской, Хмельницкой, Черниговской, Черновицкой областей и западная часть Черкасской области.
В послевоенные годы мировая продукция пива возросла по сравнению с довоенной почти вдвое, что обусловливает повышенный спрос на продукцию солода (Лекеш, Зенищева, 1962; Гопп, 1963). В производстве пивоваренного ячменя ведущими являются следующие европейские страны: Австрия, Англия, Бельгия, Дания, Нидерланды, ФРГ, Франция, Швеция, а также ГДР, Польша, СССР и Чехословакия (Зубенко, 1971). Большие успехи в выращивании пивоваренного ячменя достигнуты в Чехословацкой Социалистической Республике (Лекеш, Зенищева, 1962). Около 40% валового сбора ячменного зерна в Чехословакии ежегодно перерабатывается на солод и пиво, значительная часть которого экспортируется в другие страны. Для Чехословакии пивоваренный ячмень является одной из важнейших зерновых культур.
Ячмень возделывается во всех странах света. Многообразие форм ячменя позволяет возделывать эту культуру почти везде, где возможно земледелие.
С 1940 по 1971 г. площади посева ячменя на земном шаре увеличились с 45,5 до 82,2 млн. га и составляют более 12% общей площади посева зерновых. В Чехословакии и Швеции ячмень занимает 30 - 32% зернового клина, в Дании он является доминирующей культурой. В послевоенные годы посевы ячменя увеличились почти во всех странах. Одной из главных причин, обусловливающих расширение площадей под ячменем по мере роста интенсификации сельского хозяйства и совершенствования культуры земледелия, является высокая его отзывчивость на удобрения - прибавки урожая составляют 25 - 50% (Неттевич, Сергеев, 1973; Неттевич, 1974).
Советский Союз по посевным площадям и валовому сбору зерна ячменя занимает первое место в мире. В нашей стране ячмень яровой возделывается почти во всех районах - от Заполярья до субтропиков.
По данным ЦСУ, в 1971 г. ячмень высевался на площади 20,2 млн. га. Наибольшие площади - 18,1 % всех посевов ячменя в стране - он занимает в Казахской ССР, 15,9% - в Поволжском районе, 12,6% - в Украинской ССР, 10,9% - в северных районах его возделывания (Центрально-Нечерноземный, Северо-Западный и Волго-Вятский), 8,6% - в центрально-черноземной зоне, 8,1% - в Северо-Кавказском районе и от 4,7 до 6% - в районах Урала, Западной Сибири и в Прибалтике. Так как ячмень яровой используется и в качестве страховой культуры, то в отдельные годы, когда приходится пересевать погибшую озимь, площади посевов его заметно возрастают.
В нашей стране урожаи ячменя ярового еще невысокие. В 1971 г. средний урожай зерна этой культуры по стране составил 15,9 ц с 1 га, в том числе в Прибалтике 27,1 - 30,7 ц, в Белорусской ССР 25,9 ц, в Украинской ССР 22,1 ц, в центрально-черноземной зоне 18,7 ц и в Северо-Западном районе 18,6 ц с 1 га. Наиболее высокие и устойчивые урожаи зерна ячменя ярового получают в нечерноземной зоне. Так, в 1969 г. в колхозе "Новая жизнь" Щекинского района Тульской области на всей площади посева ячменя - 580 га вырастили по 49,4 ц с 1 га.
Довольно высокие урожаи ячменя получают на Украине. Например, в условиях Полесья урожай ячменя по Ровенской области в среднем за 4 года составил 31,3 ц, в условиях лесостепи по Киевской области - 26,3 ц, по Черкасской - 28,6 ц, в условиях степной зоны по Кировоградской области - 28,2 ц с 1 га. В отдельные годы урожаи ячменя бывают еще выше. Так, в 1969 г. в Жашковском и Христиновском районах Черкасской области и Таращанском районе Киевской области урожай зерна составил 30,2 - 33 ц с 1 га, в Мало-висковском районе Кировоградской области - по 36,7 ц.
Все эти примеры являются убедительным доказательством того, что совершенствование приемов выращивания ячменя с учетом его биологических особенностей и на основе внедрения достижений науки и передового опыта во всех колхозах и совхозах позволит значительно повысить средний урожай ячменя и увеличить валовой сбор зерна.
На поливных землях южных районов Средней Азии ячмень используют для выращивания двух урожаев (Алиев, 1963; Курбанов, 1963).
Ячмень выращивают и в смешанных посевах. На Баяндаевской областной сельскохозяйственной опытной станции (Иркутская область; Гаврилов, Яхтенфельд, 1950) ячмень с подсевом ржи меньше повреждался шведской мухой и другими вредителями и давал более высокий урожай, чем в чистом виде.
В Латвии хорошие результаты дает посев ячменя с овсом; повышается выживаемость растений, их продуктивность, вес 1000 зерен и благодаря большей устойчивости стеблей овса ячмень значительно меньше полегает, чем в чистом посеве. В среднем за 1968 - 1971 гг. на менее окультуренной почве урожай зерна ячменно-овсяной смеси составил 37,4 ц с 1 га, на 2,6 ц больше, чем ячмень, и на 4,2 ц больше, чем овес в чистом виде (Шпогис, Антоний, 1973).
В Литовском научно-исследовательском институте земледелия (Довидайтис и Чайкаускене, 1966) хорошие результаты получают при посеве ячменя в смеси с горохом. В таких посевах горох не полегает, раньше й дружнее созревает, легко убирается комбайном и дает больший урожай зерна и сбор протеина, чем чистый посев без ячменя. В среднем за 1959 - 1961 гг. урожай зерна ячменя в чистом посеве получен 39,5 ц, гороха - 21,7, а при высеве смеси (25% гороха и 75% ячменя) - 41,8 ц; сбор сырого протеина составил соответственно 3,25 ц, 4,76 и 5,27 ц с 1 га.
Благодаря своим биологическим особенностям ячмень является хорошим компонентом в наборе культур полевого севооборота. Отличаясь сравнительно коротким вегетационным периодом, ячмень рано освобождает поле для подготовки почвы под последующую культуру. Наличие в севообороте набора культур с различными сроками созревания позволяет более рационально использовать технику и уменьшить напряжение в наиболее ответственные периоды полевых работ. Процессы возделывания ячменя в настоящее время полностью механизированы, благодаря чему при средней урожайности себестоимость продукции невысокая.
Всестороннее освещение многолетнего опыта передовых колхозов и совхозов, а также обобщение данных научных учреждений по возделыванию ячменя в различных зонах страны помогут получать высокие и устойчивые урожаи этой ценной зерновой культуры.
Ботаническая характеристика и особенности развития ячменя
Корни ячменя мочковатые - зародышевые (первичные) и узловые (вторичные). Зародышевыми называются потому, что в зачаточном виде они имеются в зародыше семени. При прорастании главный корень прорывает оболочку семени. Из зачатков на стебельке зародыша по очереди появляются еще 2 - 6 придаточных и в период между развитием второго и третьего листа - 2 колеоптильных (иногда 3 - 4) из колеоптильного узла.
В нашем опыте при проращивании зерновок ячменя сорта Донецкий 650 (каждая весом 52 - 54 мг) на глубине 7 см при температуре 16 - 19 °С и влажности 20 - 26% установлена следующая очередность появления зародышевых корней: через двое суток после посева образовались главный и 2-4 боковых, а через четверо суток - 5 - 6 зародышевых корней. Длина главного корня достигала через двое суток после посева 7 мм, через четверо суток 88 мм и через десять суток 118 мм, а боковые корни соответственно: первая пара - 5; 53 и 73 мм; вторая пара - 1,5; 23 и 56 мм; третья пара через четверо суток - 8 и через десять суток - 33 мм. На десятые сутки длина первого зеленого листа достигала 238 мм. На зародыше ячменя после 6-часового намачивания можно найти 5 - 8 обозначившихся корешков и, кроме того, несколько неясно видных корешков, которые развиваются лишь тогда, когда первые погибают.
Количество развитых зародышевых корней ячменя зависит и от уровня почвенного плодородия. Нами выявлено, что при улучшении условий минерального питания путем внесения удобрения у растений ячменя в фазе двух листьев было 6 зародышевых корней, а без удобрений - 4,5.
Количество зародышевых корней, образующееся во время прорастания ячменя, обусловлено качеством семян, в частности крупностью, сортовыми особенностями и условиями их формирования и созревания. В наших опытах на Эрастовской опытной станции семена урожая 1964 г., сформировавшиеся в верхнем ярусе колоса (в 18-м колоске, считая снизу), образовали несколько меньшее число зародышевых корней; они отличались меньшим весом, чем семена нижнего (3-го колоска) и среднего (10-го колоска) ярусов колоса (табл. 1).
Таблица 1. Число зародышевых корней и их вес на 10-й день проращивания семян ячменя сорта Южный в зависимости от их веса, фазы спелости и места в колосе
Чем мельче семена, тем меньше корней и ниже их вес. Число корней у многорядного ячменя скорее определяется тяжеловесностью семян центральных или боковых колосков, чем местом формирования их по ярусам в колосе. Подтверждается это данными проращивания семян урожая 1963 - 1964 гг. (табл. 2).
При одинаковом весе семян центральных колосков любого яруса колосьев главных побегов, побегов кущения и нераскустившихся растений образовалось 5,2 - 6,8 зародышевого корня и вес их у 100 проростков составил 0,95 - 1,06 г. Меньше зародышевых корней с меньшим их весом образовалось у семян, сформировавшихся в боковых колосках, которые отличались значительно меньшим весом, чем в центральных колосках.
Таблица 2. Число зародышевых корней и их вес на 10-й день проращивания семян ячменя Грушевский в зависимости от веса и места в колосе
На количество зародышевых корней определенным образом сказывается и спелость зерновок. При высеве свежеубранных семян у зерновок, убранных в фазе твердой спелости, образовалось больше зародышевых корней, чем у зерновок, убранных в фазе молочной и в начале восковой спелости (табл. 3).
Таблица 3. Число зародышевых корней в зависимости от фаз спелости зерновок ячменя и места их в колосе
Количество зародышевых корней у одного и того же сорта не одинаково по годам. При анализе данных за ряд лет видно, что между числом корней, весом 1000 семян и погодными условиями в период формирования и созревания зерна ячменя существует определенная связь. В 1960 г. во время молочного состояния зерна среднесуточная температура воздуха была 21°С, относительная влажность - 56% и сумма осадков - 4,9 мм, а в 1962 г., когда вес зерна и число корней оказались большими, чем в 1960 г., соответственно 19°С, 68% и 30,5 мм. Чем прохладнее и влажнее погода в период молочного состояния и восковой спелости ячменя, тем крупнее образуются семена, больше закладывается зародышевых корней. Очевидно, при благоприятных погодных условиях полнее протекает процесс формирования зародыша в семени, чем при повышенной температуре воздуха и низкой относительной его влажности.
У крупных семян при прорастании образуется большее число корней, чем у мелких, не выполненных (Синев, 1949; Скрипчинский, 1951; Добрынин, 1952). Чем благоприятнее условия формирования и созревания семян на материнском растении, тем лучше дифференцированы органы зародыша (Морозов, 1949) и большим числом корней они прорастают в почве. Большое значение имеют также условия хранения семян. Фоллстат, Кристенсен (1965) обнаружили, что хранение семян в течение трех месяцев при повышенной температуре (21 °С) не снижало их всхожести, но уменьшало вес корешков в сравнении с хранением при меньшей температуре (18°).
Зародышевые корни играют определенную роль в преобразовании запасных питательных веществ семени в доступную для ростка форму (Малютин, 1959; Мартос, 1959). После прорастания в зародышевых корнях ячменя содержатся стимулирующие рост вещества (Диксон, 1973). Поэтому питательные вещества семени используются для роста побега лишь при условии функционирования зародышевых корней.
Растения из семян, проросших большим числом корешков, скорее переходят к автотрофному питанию. У них впоследствии образуется больше узловых корней, они отличаются лучшей кустистостью и большей продуктивностью (Синев, 1949; Малютин, 1959).
Главный (первый) корень среди остальных зародышевых корней внешне несколько выделяется лишь по толщине, однако роль его в жизни растения весьма велика. Г. М- Добрынин (1969) считает, что без главного корня, развивающегося из его зачатка в зародыше зерновки, растение культурного злака существовать не может. Все эти корни по мере роста углубляются в почву относительно быстро, на каждом из них благодаря ветвлению образуются боковые корни 1-го, 2-го и т. д. порядка, в результате чего формируется зародышевая корневая система. Корни зародышевой системы проникают на глубину 120 см и больше, участвуют в снабжении растения ячменя водой до конца вегетации.
Зародышевые корни отличаются постоянным анатомическим строением, мало зависящим от внешних условий. Колеоптильные корни лишь у основания отличаются от зародышевых большим диаметром, а с глубины 15 - 20 см становятся более похожими на зародышевые. Зародышевые корни, проникая на большую глубину, чем узловые, призваны "черпать" воду из глубоких слоев, в засушливых условиях их функционирование в фазе налива способствует образованию более выполненного зерна.
Зародышевым корням придается особое значение в жизни растений (Чижов, 1931; Жуковский, 1964). Если во время кущения верхний слой почвы быстро высыхает и узловые корни не образуются, как это часто бывает в степной зоне Украины, ячмень развивается на одних зародышевых корнях; продуктивность растений при этом резко снижается.
Через 2 - 3 дня после начала кущения над местом прикрепления первого листа главного побега, из подземного стеблевого узла - узла кущения, образуется первая пара узловых корней. И. В. Красовская (1У52) установила, что эти корни образуются не из улов, а над узлом из меристематической ткани основания вышележащего междоузлия. Можно считать, что именно этим и объясняется то, что узловые корни образуются позже своего побега.
Встречающиеся в литературе высказывания о том, что у ячменя узловые корни образуются позже, чем у овса, требуют уточнения. У овса до появления первого настоящего листа удлиняется первое междоузлие - от узла щитка до узла, к которому прикреплено колеоптиле, и потому часть корней зародышевой системы (колеоптильные) поднимается вверх, ближе к поверхности. У ячменя же эти два узла, а следовательно, и колеоптильные корни остаются на уровне семени. Колеоптильные корни овса в отличие от узловых (появляющихся, как и у ячменя, после начала кущения) проникают вглубь и активно участвуют в питании растения с первых дней вегетации, так же как все корни зародышевой системы.
Размещением в верхнем слое почвы, более богатом микрофлорой и легкодоступными питательными веществами, части активно участвующих в питании растения корней с первых дней вегетации, возможно, и объясняется способность овса неплохо развиваться на почвах с тонким верхним плодородным слоем, преобладающих в северных, более увлажненных районах. Эта особенность овса, как результат его филогенеза, может служить некоторым основанием для выяснения происхождения растения.
Главный стебель образует до 6 - 7 узловых корней и по 2 боковых и более. Так как каждый побег формирует свои корни, число узловых корней находится в прямой зависимости от кустистости. При благоприятных условиях, если растения присыпать почвой, формируются дополнительные корни из вышележащих стеблевых узлов.
Узловые корни более мощные, чем зародышевые. Они также ветвятся, образуя боковые корни 1-го, 2-го и т. д. порядка. Узловые корни распространяются в стороны от стебля, а затем, загибаясь, опускаются вглубь. Распространяются они в основном в пределах пахотного слоя, более плодородном, и потому их роль в питании растения ячменя весьма велика-
Придавая большое значение глубокому размещению корней, нельзя пренебрегать той частью узловых корней, которая размещается в верхней части пахотного слоя. Правда, самый верхний слой почвы бывает в увлажненном состоянии не постоянно, а периодически. Лишь при достаточном его увлажнении деятельность приповерхностной части узловых корней возобновляется, благодаря чему существенным образом улучшается питание растений. Несмотря на это, периодическое высушивание и увлажнение верхнего слоя почвы следует рассматривать не только как явление нежелательное. При чередовании увлажнения и высушивания почва обогащается легкодоступным для растений фосфором. Высушивание верхнего слоя почвы во время вегетации растений и периодическое его быстрое увлажнение во время дождей способствуют заметному увеличению количества фосфорной кислоты, переходящей в почвенный раствор (Францесон, 1949; Лебедянцев, 1960).
Согласно исследованиям В. А. Францесона (1963), в результате высыхания и быстрого увлажнения почвы увеличивается проницаемость оболочек микроорганизмов, вследствие чего вещества, находящиеся в плазме, в составе которых имеется фосфор, получают возможность перейти в почвенный раствор. Наряду с этим увлажнение вызывает также усиление нитрификационных процессов, в результате чего почвенный раствор обогащается азотом. Узловые корни, развивающиеся в верхних слоях почвы, рано высыхающих и лишь периодически увлажняющихся дождями, работают, как отмечают П. В. Морозов (1949), Ф. Балаж (1954), эпизодически от дождя до дождя. Но и при периодическом функционировании в засушливых условиях, как и в районах достаточного увлажнения (Сатарова, 1952), роль их в создании урожая огромна.
Анализ материалов госсортоучастков Днепропетровской области и результатов агротехнических опытов на Эрастовской опытной станции позволяет сделать заключение, что чем больше у растений ячменя сформировалось узловых корней, тем больше зерен было в колосе. В частности, в 1952 г. на вариантах, где среднее число полноценных зерен в колосе главного побега составило 26, количество узловых корней одного растения в фазе выхода в трубку было 8,3, а при пяти узловых корнях в колосе образовалось 20 зерен. В наших опытах на варианте, где среднее число узловых корней у растений ячменя было 6,4, урожай зерна получен 22 ц с 1 га, а при среднем количестве узловых корней 5,1 - 18,2 ц.
Особо благоприятное влияние на число узловых корней и их ветвление оказывают удобрения. В стационарном опыте на Эрастовской опытной станции внесение удобрений под ячмень непосредственно на фоне удобрений, внесенных под предшествующие культуры севооборота, весьма положительно сказывалось на образовании зародышевых, колеоптильных и узловых корней, а также на озерненности колоса и урожае (табл. 4).
Таблица 4. Влияние удобрений* на укоренение растений ячменя, озерненность колоса и урожай
* (За первую ротацию девятипольного севооборота внесено навоза 20 т на 1 га и N90P150K120, за вторую ротацию - 20 т навоза, N30P30K30 и под ячмень N60P60K60.)
В условиях Эрастовскои опытной станции начало образования узловых корней ячменя приходится, как правило, на вторую декаду мая. Естественно, на формирование узловых корней большое влияние оказывают метеорологические условия этого периода. Так, в 1959 г. при относительно благоприятных метеорологических условиях (среднесуточная температура воздуха 16,5 и С, относительная его влажность 50%, сумма осадков 26,1 мм) за первые десять суток образовалось в среднем на одно растение 3,3 - 3,9 узлового корня; то же наблюдалось и в 1961 - 1964 гг. При более высокой температуре (20,9 и С), низкой относительной влажности воздуха (36%) и малом количестве осадков (8,2 мм) за первые десять суток образовалось в 1958 г. 0,3 - 0,5 узлового корня. Особенно неблагоприятные погодные условия для образования узловых корней сложились в 1966 - 1968 гг. Низкая относительная влажность воздуха и высокая температура почвы сдерживали процесс образования узловых корней. Такую закономерность необходимо принимать' во вни-, мание при выведении новых сортов для степных районов. Чтобы преодолеть пагубное влияние весенней засухи на укоренение ячменя в процессе селекции, следует несколько сместить оптимальную температуру образования узловых корней у растений.
Важная роль корней определяется не только поглощением из почвы воды и минеральных веществ, но и тем, что они участвуют в обмене веществ всего организма. О роли корней ячменя в преобразовании веществ и в процессе синтеза свидетельствуют данные Г. Р. Озолиня, Э. В. Свимпуле (1961), Кейтинг (1963). А. Л. Курсанов (1957, 1960) указывает, что в корне сосредоточена мощная энзиматическая система, действующая как аппарат первичной ассимиляции поглощаемых элементов. Корни являются органами, синтезирующими многие соединения, которые частично используются на месте, частично же увлекаются в надземные органы, дополняя обмен веществ листьев, конуса нарастания и плодов недостающими им соединениями. А. Л. Курсанов (1954) отмечает, что корни участвуют в усвоении растением углекислоты, включая ее и углекислые соли в создание органических соединений. На то, что растения поглощают углерод через корни, указывают также Грехем, Ваунг (1959), Джованоззи-Шерманни (1961). В связи с этим особое значение приобретают агротехнические приемы, способствующие образованию в почве доступной для корней углекислоты в необходимых размерах и создающие оптимальные условия не только для отправления функций поглощения, но и для выполнения корнями тех ответственных превращений, которые составляют часть общего обмена веществ растения.
Нормальная жизнедеятельность растения, обеспечивающая высокую его продуктивность, возможна при непрерывном взаимодействии всех его органов, в том числе и корней- В настоящее время установлено (Колосов и Шалденкова, 1952; Колосов, 1954), что зародышевые колеоптильные и узловые корни, поглощая минеральные вещества и воду, снабжают ими как главный побег, так и боковые побеги растения.
Жизнедеятельность зародышевых корней определяет развитие растения с первых дней вегетации, начиная с прорастания семени. Узловые же корни, которые образуются после начала кущения, участвуют в питании растения из более плодородного пахотного слоя лишь при достаточном его увлажнении. Чем раньше и в большем количестве образуются зародышевые, колеоптильные и узловые корни и чем быстрее они начинают функционировать как органы поглощения, а в связи с этим и участвовать в общем обмене веществ растительного организма, тем более продуктивными бывают растения.
В специальном лабораторно-полевом опыте, где узловые корни первые 10 - 12 дней были изолированы инертной массой (шлаком) и, следовательно, их участие в питании растений начиналось с опозданием продуктивность ячменя снижалась (табл. 5)
Таблица 5. Продуктивность ячменя в зависимости от времени начала участия узловых корней в питании растений на Эрастовской опытной станции (в среднем за 1960-1963 гг.)
При произрастании ячменя в обычной почве, где узловые корни с первых дней развивались в плодородном слое и участвовали в питании ячменя, продуктивность его была заметно выше.
Нами установлено, что повышение плодородия почвы, создаваемого применением удобрений, заметно ускоряет образование узловых корней. В опытах на Урастовской опытной станции в фазе начала кущения растения ячменя на неудобренном фоне не имели узловых корней, а на удобренном имели в среднем по одному корню. В среднем за 2 года в фазе молочного состояния зерна неудобренные растения ячменя имели по 5,1 узлового корня, а удобренные - 6,8.
При нормально развитых зародышевых, колеоптильных и узловых корней почвенное плодородие полнее используется растениями для образования надземной массы и зерна. В районах недостаточного увлажнения при весенней засухе верхний слой почвы часто пересыхает настолько, что формирование узловых корней ячменя ярового задерживается или прекращается совсем. В такие годы продуктивность растений определяется функционированием зародышевых корней. При этом развиваются растения слабее, чем при наличии и узловых. Однако факт плодоношения растений ячменя в годы, когда узловые корни не образуются, свидетельствует о весьма важной роли зародышевых корней и лишний раз опровергает существовавшее в прошлом, а также встречающееся в настоящее время (Комарницкий, Красовская, 1953; Рыжутин, 1970; Рид, Вибе, 1973) мнение о том, что они являются временными и после кущения отмирают или участие этих корней в питании растения резко ослабевает.
Существенное влияние на развитие корней ячменя и их размещение по почвенному профилю оказывают погодные условия - влажность и температура. При избыточном увлажнении почвы корни хлебов, как отмечают И. А. Волков (1951), Я. В. Губанов (1952), Л. В. Мосолова (1956), Т. Ремер (1958), И. А. Стефановский (1965), развиваются слабо, продвижение их вглубь тормозится, они располагаются преимущественно в верхних слоях. При достаточном количестве влаги в глубоких слоях и недостатке ее в верхних корни проникают вглубь (Чижов, 1931; Кружилин, 1936). Но это относится к узловым корням. Зародышевые корни независимо от влажности почвы устремляются вглубь с первых дней вегетации.
По данным П. В. Морозова (1951), Нильсена и др. (1960), с понижением температуры почвы (до 5° C) при достаточном ее увлажнении увеличивалось число и возрастала мощность корней. Поэтому при раннем сроке сева в сравнении с поздним больше образуется разветвленных корней. Влияние температуры на рост корней ячменя можно иллюстрировать данными Эрастовской опытной станции. Растения выращивали в стеклянных трубках диаметром 4,5 см и длиной 140 см, набитых почвой с соблюдением естественного расположения генетических горизонтов. При посеве 22 апреля, когда температура почвы на глубине 5 см в первые восемь дней после посева была в пределах 9 - 10 °С тепла, корни проникали на глубину 10 см, а при посеве 2 июня при температуре 18 °С - на глубину 6 см. В дальнейшем, ко времени образования растениями пятого листа, корни достигали глубины в первом случае 103 см, а во втором - 24 см.
При позднем сроке посева благодаря более высокой температуре образование листьев и рост надземной массы проходили быстрее, чем при раннем, а продвижение корней вглубь, наоборот, резко отставало. Такое же явление наблюдалось при запаздывании с посевом в полевых условиях.
В 1965 г. на Эрастовской опытной станции изучали скорость проникновения корней ячменя сорта Южный вглубь траншейным способом (по методу В. Г. Ротмистрова) в зависимости от крупности высеянных семян и дополнительного увлажнения. Посев был проведен 21 апреля, большинство всходов появилось 5 мая, кущение наступило 28 мая, выход в трубку - 31 мая, колошение - 15 июня, молочное состояние зерна - 21, тестообразное - 28 июня и конец восковой спелости - 5 июля. Увлажнение проводилось после колошения - в период формирования зерна в течение пяти дней вечером из расчета 10 мм ежедневно. В начале вегетации в метровом слое было 128 мм продуктивной влаги, в период колошения и начала формирования зерна на поверхности почвы температура достигала более 44 °С.
Каждый день подсчитывали число корней, которые появлялись на потолке ниш, сделанных в стенке траншеи на разной глубине. Результаты подсчета показали, что на глубине 30 см при высеве более крупных семян первый корень появился на 4-й день после всходов, с каждым днем число их увеличивалось и на 13-й день, когда на этой глубине появление новых корней прекратилось, составило 121. На глубину 120 см проник один корень лишь на 58-й день после всходов, глубже корни не распространялись. При высеве семян с меньшим весом 1000 семян корней образовалось меньше и проникали они не глубже 110 см.
После увлажнения наблюдалось увеличение числа корней глубже 70 см. Например, при высеве более крупных семян на глубине 80 см появилось 116 корней, а после увлажнения - 143, на глубине 90 см соответственно 54 и 65, на глубине 110 - 10 и 26, на глубине 120 см-1 1 и 4 и на глубине 130 см лишь у растений от крупных семян был один корень. Подобные же данные получены и при высеве мелких семян, но корни при этом проникали на глубину не более 110 см. Следовательно, дополнительное увлажнение пахотного слоя в период формирования зерна способствовало улучшению роста корней первичной (зародышевой) системы, которые не только не атрофировались, как предполагалось в прошлом, а продолжали углубляться, и отдельные из них проникали в глубокие слои.
Несколько по-другому влияют условия увлажнения почвы в начале вегетации на создание общей массы корней ячменя. В опытах Эрастовской опытной станции (Г. Г. Дуда, 1958) наличие достаточных запасов влаги в почве в начале вегетации способствовало образованию большей массы корней в метровом слое. В дальнейшем в зависимости от температуры и относительной влажности воздуха мощность надземной массы не всегда соответствовала