Введение
пивоваренный почва ячмень
Ячмень (лат. Hordeum) - род растений семейства Злаки (лат. Gramineae), один из древнейших злаков, возделываемых человеком. Как и пшеница, он был окультурен в эпоху неолитической революции на Ближнем Востоке не менее 10 тыс. лет назад. На территорию нашей страны ячмень, как полагают специалисты, распространился через Сибирь и Китай, а также через Кавказ. Возделывание ячменя в центральных и северных районах России относится к I тысячелетию н.э.
Ячмень - одна из важнейших кормовых и технических культур. В настоящее время ячмень является основной кормовой культурой. В его зерне содержится 11,8% протеина, 2,3% жира, 2,8% золы и 65-72% безазотистых экстрактивных веществ. В зерне ячменя имеется полный набор незаменимых аминокислот. В белке содержится 2,5-2,9% лизина, а в высокобелковых формах ячменя - до 4,9%. Ячмень - одна из важнейших (после пшеницы), широко распространенных и высокоурожайных колосовых культур. Зерно ячменя - ценный концентрированный корм для животных, сырье для пивоварения и производства перловой и ячневой круп. Ячмень используется также для изготовления муки, суррогата кофе, солодового экстракта. В хлебопечении ячменную муку используют как добавку при выпечке ржаного или пшеничного хлеба.
Большое значение ячмень имеет в пивобезалкогольной промышленности. Несмотря на совершенствование технологического процесса и использование несоложенного сырья (кукуруза, рис и другие), ячмень остается незаменимым сырьем для производства высококачественного пива.
В последние годы интерес к этой культуры вырос, потому что пивоварение в России интенсивно и динамично развивается, и объем производства пива ежегодно увеличивается на 15-25%. Повышается его качество, а это требует высококачественного солода, основным компонентом которого служит зерно ячменя.
В соответствии с требованиями ГОСТ 5060-86 к пивоваренному ячменю предъявляются особые требования. Зерно должно быть крупным (масса 1000 зерен - 40-45 г.). Его влажность должна составлять 14-15%. Оно должно быть тонкопленчатым (не более 9%), иметь желтую или светло-желтую окраску с натурой в 620-660 г./л. Оптимальное содержание белка 9,5-11,5%, крахмала не менее 65%, экстрактивность - 79-82%, способность прорастать на пятый день не ниже 95%.
Благодаря своим биологическим особенностям ячмень - хороший компонент в наборе культур полевого севооборота. Он более экономно расходует влагу, отличается коротким вегетационным периодом, раньше созревает и дает возможность более рационально использовать технику и снизить напряженность полевых работ. Ячмень широко используют в качестве страховой культуры для пересева озимых.
Яровой ячмень - наиболее скороспелая и пластичная культура с большим разнообразием форм. Высокая приспособляемость культуры к различным условиям определяет широкое распространение ее по всем континентам мира.
В России основные площади пивоваренного ячменя расположены в Рязанской, Тульской, Белгородской, Воронежской, Курской, Липецкой, Орловской, Тамбовской, Волгоградской, Самарской, Саратовской, Ростовской, Оренбургской, Челябинской, Омской областях, Республике Татарстан, Краснодарском крае и Республике Башкортостан [5].
Сегодняшний рынок предъявляет высокие требования к качеству ячменя особенно пивоваренного, так как показатели качества пивоваренного ячменя очень специфичны, и добиться таких результатов может не каждое хозяйство, а лишь то, где есть первоклассные специалисты, передовая техника, технология и квалифицированный подход к делу.
Таким образом, выращивание всех сортов пивоваренного ячменя требует тщательного выполнения научно-обоснованных агротехнологий с тем, чтобы добиться высокой урожайности и высококачественного зерна ячменя.
Обзор литературы
Биологические особенности пивоваренного ячменя
Высокая урожайность ячменя обеспечивается комплексом условий, наиболее полно отвечающих биологическим особенностям растений на протяжении всего периода роста и развития.
Отношение к теплу. Требования ячменя к температуре на разных этапах роста и развития неодинаковы. Ячмень является холодостойким растением, относительно малотребовательным к теплу. Семена ячменя могут прорастать при температуре 1…30 С. Для появления всходов и образования корней ячменю требуется более высокая температура. Длительное похолодание и увлажнение вызывают задержку роста и угнетение растений. Интенсивность кущения и развитие корневой системы повышается при оптимальной влажности почвы и температуре воздуха. Умеренная температура нужна и в фазе выхода в трубку, когда формируется продуктивность колоса. Для цветения ячменя необходима среднесуточная температура не менее 16°С, а для созревания - 18°С. При температуре ниже 14 С налив и созревание зерна задерживаются [9].
Среднесуточная температура вегетационного периода для выращивания ячменя должна составлять около 14°С. Сумма активных температур, необходимых для полного цикла развития ячменя, составляет около 2000°С.
Наиболее благоприятны для ячменя постепенно повышающиеся температуры, без резких колебаний.
Отношение к влаге. Ячмень - засухоустойчивая культура, Он менее требователен к влаге по сравнению с другими зерновыми культурами.
В начале развития ячмень хорошо использует запасы осенне-зимней влаги и даже при отсутствии осадков весной хорошо прорастает, дает дружные всходы, образует вторичную корневую систему и куститься. В засушливых условиях Центрально-Черноземной зоны важное значение приобретает накопление максимального количества влаги к началу вегетации.
Общее потребление влаги в начальных фазах развития невелико, однако недостаток ее ведет к снижению густоты всходов, слабому укоренению, а также образуется мелкий колос с малым количеством зерен. До выхода в трубку ячменем используется 20…30% общего расхода влаги. В период выхода в трубку избыточная влага при повышенных температурах вызывает быстрый рост стебля, склонность к полеганию увеличивается. В период выхода в трубку-колошение используется до 40% общего расхода влаги, а от колошения до уборки - 12…20% [9].
Для хорошего развития пивоваренного ячменя не так важно общее количество осадков в течение года, как обеспеченность влагой посевов в необходимое для них время. Важно знать потребность ячменя во влаге в разные фазы его развития. Удовлетворение этих потребностей зависит не только от количества осадков, но и от типа почвы и подпочвы, уровня питания растений и своевременности проведения агротехнических приемов по уходу за посевами.
Отношение к почве. Требования ячменя к почвам обусловлены относительно слабой усвояющей способностью его корней, быстрыми темпами роста и коротким периодом вегетации. Для возделывания пивоваренного ячменя почва должна быть рыхлой, структурной, хорошо аэрируемой, содержать достаточное количество питательных веществ. В условиях Могилевской области наиболее пригодны для ячменя супесчаные и суглинистые почвы, подстилаемые моренным суглинком.
Непригодными для выращивания ячменя на пивоваренные цели являются песчаные и супесчаные почвы с высокой водопроницаемостью. Такие почвы не удерживают влагу, даже кратковременная засуха нарушает рост ячменя. Легкие почвы обычно содержат мало усвояемых питательных веществ, которые потребляются ячменем в относительно короткий период в значительных количествах. Непригодными также являются кислые почвы (рН ниже 5,8) и торфяники.
Не подходят для ячменя тяжелые глинистые почвы, которые препятствуют нормальному развитию корневой системы. На них образуется почвенная корка, затрудняющая прорастание семян и воздухообмен. Неблагоприятные для ячменя свойства тяжелых почв особенно проявляются во влажные годы.
При выборе участка важно, чтобы поле, предназначенное для посева пивоваренного ячменя, было однородным по пахотному горизонту и подпочве. На таких почвах происходит равномерный рост и развитие ячменя, его созревание, а убранное зерно представляет собой однородную по качеству партию.
Отношение к свету. Солнечный свет является основным фактором активного прохождения фотосинтеза, в процессе которого растения синтезируют органические вещества. В связи с тем, что значительную часть зерна ячменя составляет крахмал, являющийся продуктом фотосинтеза, урожайность ячменя зависит от количества световой энергии, получаемой растением.
Свет оказывает влияние на прохождение основных фаз роста и развития ячменя, в том числе и на процесс кущения. Недостаток света приводит к образованию длинных междоузлий с рыхлыми клетками. Такой стебель склонен к полеганию, что отрицательно влияет на урожайность и качество зерна. Свет способствует образованию толстых прочных стеблей с короткими междоузлиями и хорошо развитыми механическими тканями, что обеспечивает ячменю устойчивость к полеганию. Он в сочетании с хорошей аэрацией почвы ограничивает развитие грибных болезней, прогревает почву и дает возможность провести ранний сев.
В период формирования и образования генеративных органов ячмень чувствителен к недостатку этого важного фактора окружающей среды.
Ячмень относится к растениям длинного дня и для своего развития требует длительного освещения. Поэтому в северных районах вегетационный период ячменя короче, чем на юге.
Особенности роста и развития. В процессе жизненного цикла растения ярового ячменя проходят несколько фаз роста и развития: прорастание семян, всходы, кущение, выход в трубку, колошение, цветение, формирование и созревание зерна.
Всходы. Для прорастания семян ячменя требуется определенная температура, влага, а также воздух. Зерно ячменя может прорастать при наличии 48-70% воды от массы сухих семян. В благоприятных условиях эта фаза длится 2-5 дней, а при неблагоприятных до 2-3 недель. Во время прорастания ячмень весьма чувствителен к неблагоприятным факторам среды - недостатку влаги, низким температурам, избыточному увлажнению, плотности почвы и др.
Кущение. При появлении третьего листа ячмень начинает куститься, то есть образовывать боковые побеги. Главный узел кущения расположен в почве на глубине 1-3 см, важно, чтобы узел кущения находился в увлажненном слое почвы. Слишком высокая кустистость растений не везде желательный фактор. В засушливых районах при недостатке влаги в почве, если ячмень дает много стеблей, значительная часть их бывает бесплодной. В этих условиях растения непродуктивно расходуют влагу и питательные вещества, в результате чего ухудшается развитие главного стебля.
В период от кущения до выхода в трубку ячмень наиболее интенсивно использует питательные вещества. Ячмень кустится значительно сильнее, чем овес и яровая пшеница. Различные сорта ячменя характеризуются неодинаковой кустистостью. Из яровых форм большей кустистостью отличается двухрядный ячмень.
Выход в трубку. Продуктивность колоса и, следовательно, урожайность ячменя предопределяется задолго до того, как это можно увидеть. Еще в фазе кущения (через 8-12 дней после всходов) и в основном в фазе выхода в трубку начинается интенсивное развитие и дифференциация конуса нарастания. Фаза выхода в трубку наступает примерно через 3-4 недели после появления полных всходов. У основания главного стебля прощупывается небольшая выпуклость - бугорок первого стеблевого узла. В этот период заканчивается формирование колоса, колосков и цветков и ячмень наиболее чувствителен к недостатку влаги, питания и света, что приводит к частичной стерильности и уменьшению числа зерен в колосе.
Колошение. Фаза колошения наступает, когда колос наполовину выходит из влагалища листа. Обычно это случается на 38-42 день после появления всходов. К наступлению колошения ячмень полностью сформировывает генеративные органы - пыльники и пестик с рыльцами. Сроки колошения зависят от сорта, погодных условий и агротехники. На севере ячмень выколашивается быстрее, а на юге позже. Повышенная температура в период всходов - колошения ускоряет наступление фазы колошения. С фазой полного колошения совпадает фаза цветения.
Цветение. Цветение - важный период в жизни растений, так как к концу его прекращается рост вегетативных органов, а в большинстве случаев и рост корневой системы. Ячмень - самоопыляющееся растение, однако в ряде случаев опыляется и перекрестно. В каждом развитом цветке у него находятся мужские и женские органы. Цветение ячменя чаще всего совпадает с началом колошения и реже (через 1-3 дня) после него. В засушливые годы ячмень цветет во влагалище листа. Цветение начинается со средних колосков и одновременно распространяется на верхние и нижние части колоса. Наиболее интенсивное цветение и оплодотворение наблюдается в утренние часы. Весь процесс оплодотворения продолжается 6-8 ч.
Налив и спелость зерна. Образование зерна делится на 3 этапа: формирование, налив и созревание. В процессе созревания зерна у ячменя различают три фазы спелости: молочную, восковую и полную.
Формирование зерна у ярового ячменя продолжается 10-11 дней. В конце этого этапа зерно достигает окончательной длины, но остается щуплым. Содержание влаги в нем снижается с 80 до 65%. Растение и зерно имеют зеленый цвет. Налив зерна длится 11-14 дней, от начала молочной до восковой спелости. Во время налива происходит максимальное накопление в зерне минеральных и органических веществ, при снижении влаги до 40%. При сдавливании зерна в молочной спелости выделяется белая жидкость.
Этап созревания зерна начинается после окончания тестообразного состояния и включает фазы восковой и полной спелости. В дальнейшем зерно постепенно высыхает и к началу восковой спелости влажность его снижается почти в 2 раза. В этой фазе отмирают нижние листья, а на остальных начинают появляться желтые полосы и пятна. В восковой спелости растения приобретают желтый цвет, зеленоватый оттенок сохраняется только у верхних двух-трех стеблевых узлов. Влажность зерна снижается до 20-25%. Оно по консистенции напоминает воск, легко мнется и разрезается ногтем.
После восковой спелости листья и стебли постепенно отмирают, зерно уменьшается в размере. У пленчатых форм ячменя зерно крепко склеивается с цветочными чешуями, а у голозерных, наоборот, отделяется от пленки.
При сухой и жаркой погоде переход от восковой спелости к полной проходит за 3-4 дня. При полной спелости влажность зерна не должна превышать 14-16%.
Вегетационный период ячменя колеблется в широких пределах в зависимости от сорта и условий возделывания. Среди злаковых это наиболее рано созревающая культура. Раннеспелые сорта ярового ячменя созревают в течение 53-60 дней, позднеспелые - 100-120 дней.