Экономическая эффективность производства ячменя

Основное значение для непосредственного внесения под ячмень имеют минеральные удобрения. Максимальная прибавка урожая ячменя и наиболее высокая окупаемость удобрений наблюдается при внесении полного минерального удобрения в примерном соотношении 1:1:1. Зяблевая обработка почвы состоит из своевременного лущения жнивья и вспашки, или одной вспашки.

Весенняя обработка начинается с закрытия влаги сцепом тяжёлых борон по диагонали зяблевой вспашки. После боронования проводится более глубокое рыхление почвы  культивацией и перед посевом прикатывание, или обработка комбинированными агрегатами.

Семена для посева должны быть кондиционными по посевным качествам. Эффективным способом подготовки семян является их воздушно-тепловой обогрев. Для борьбы с комплексом заболеваний семена ячменя протравливают.

Для ячменя рекомендованы ранние сроки посева. В условиях невысокой температуры почвы семена меньше поражаются возбудителями грибных болезней. Лучшим для ячменя является рядовой способ посева, так как он  в сочетании с оптимальной нормой высева обеспечивает максимальную прибавку урожая по сравнению с другими способами посева.

Оптимальные нормы высева семян зависят от почв и климатических условий района. Лучшей нормой высева ячменя считается 5...5,5 миллионов всхожих семян на гектар.

В зависимости от погодных условий, сроков посева, почвы и посевного материала, глубина заделки семян колеблется от 3 до 6 см.

К основным приемам ухода за посевами относят прикатывание, боронование, прополку и подкормку посевов. Для борьбы с сорняками, вредителями и болезнями ячменя, могут проводиться химические обработки посевов.

При уборке ячменя применяются раздельный способ или прямое комбайнирование. Уборка должна проходить в сжатые сроки. Затягивание её приводит к потере части урожая, а также к сильному развитию фузариозов и способствует увеличению болезнетворного начала в почве (Родина, Н.А., 1975).

 

1.3 Формирование продуктивности  колоса ярового ячменя и ее  связь с элементами структуры  урожая и другими показателями

 

Урожайность ячменя определяется, как известно, числом колосоносных побегов и продуктивностью колоса. В этой связи чрезвычайно важно знать, под влиянием каких факторов формируется продуктивный колос (Коновалов Ю.Б., 1981). 

При изучении вопросов, связанных с ростом и развитием растений, формированием урожая, необходимо учитывать метеорологические условия, которые особенно сильно влияют в межфазный период всходы-колошение (Михкельман В.А., Скорняков Н.Н., 1998).

Погодные условия вегетационного периода оказывают огромное влияние на продуктивность колоса и общую урожайность. Прохладная дождливая весна и умеренная температура в начале лета обеспечивают высокую продуктивность колоса и высокую урожайность ячменя в различных регионах нашей страны (Коновалов Ю.Б., 1981).  Сумма осадков и среднесуточная температура за май-июнь месяцы оказывают существенное влияние на урожай (Михкельман В.А., Скорняков Н.Н., 1998).

Под влиянием пониженных температур в ранний период развития растений ячменя формируют мощную корневую систему, что способствует дальнейшему хорошему их снабжению минеральным питанием и водой. Однако слишком низкие температуры сдерживают развитие корней.

По данным многолетних исследований умеренные температуры способствуют более активному кущению и лучшей озерненности, а слишком низкие или высокие температуры заметно уменьшают и то и другое.

Наряду с температурным режимом необходимым условием высокой продуктивности растений ячменя является оптимальная влажность. Наиболее губителен для будущего урожая недостаток влаги в период выхода в трубку-колошение, когда ростовые процессы протекают наиболее интенсивно.

Засуха в ранние периоды развития растений отражается впоследствии на массе 1000 зерен, числе зерен в колосе, числе продуктивных стеблей на единице площади.

Избыток воды вреден также как и его недостаток. При затоплении сильно снижается урожайность и количество фертильной пыльцы.

Общеизвестно, что урожайность культур во многом зависит от качества посевного материала. В частности продуктивность колоса зависит от крупности семян. Крупные семена богаче питательными веществами, а потому имеют большую силу роста, прорастают большим количеством зародышевых корешков, и, в конечном счете, обеспечивают формирование более продуктивного колоса, чем мелкие семена.

Известно также, что более крупные семена обладают лучшей полевой всхожестью и обеспечивают большее продуктивное кущение.

Большое влияние на продуктивность колоса оказывает и норма высева. С ее увеличением уменьшается площадь питания растений, вследствии чего они формируют меньшую листовую поверхность, менее мощную корневую систему и накапливают меньше органического вещества. В загущенных посевах продуктивность колоса ниже.

Сказываются на продуктивности колоса и сроки посева. Они определяются продолжительностью вегетационного периода, распределением осадков и особенностями возделываемой культуры. Для ячменя рекомендуются ранние сроки посева. Посев в оптимальные сроки обеспечивает наивысшую в данных условиях продуктивность колоса, поскольку наиболее важные этапы его развития проходят при благо- приятных условиях ( Коновалов Ю.Б., 1981). Задержка с посевом на 10 дней, по сравнению с ранним сроком, снижает урожайность на 20 % (Михкельман В.А., Скорняков Н.Н., 1998).

Многими работами доказан факт увеличения под влиянием удобрений числа растений на единицу площади, продуктивной кустистости, числа колосков, массы 1000 зерен и особенно зерен в колосе. Также отмечено положительное влияние микроэлементов. Большое значение для формирования высокопродуктивного колоса имеет оптимальное соотношение элементов питания и их синхронизация с критическими периодами поглощения ( Юлушев И.Г., 1994).

В северных районах иногда целесообразно проводить десикацию с целью скорейшего созревания и снижения потерь при уборке.

Роль различных органов в формировании продуктивности колоса велика. Фотосинтетическая деятельность растений в посевах является основным фактором, определяющим формирование урожая сельскохозяйственных культур. В создании биологического урожая большую роль играет фотосинтетический потенциал листовой поверхности, который определяется размером поверхности, скоростью ее образования и продолжительностью функционирования (Головко Т.К. и др., 2004).

В ходе развития каждый сформировавшийся лист снабжает питательным материалом вновь образующиеся листья, которые становятся с каждым новым узлом все мощнее. Поэтому вклад самых нижних листьев в развитие зерна косвенный. Таким образом, листья самых верхних ярусов в большей степени причастны к процессу налива зерна, так как отток ассимилятов из верхних листьев в колос максимальный.

У ячменя наибольшей продуктивностью фотосинтеза отличаются листья предпоследнего яруса (Коновалов Ю.Б., 1981). Продуктивность колоса значительно сильнее зависит от биомассы побега в фазы колошения и полного формирования зерна, нежели от биомассы более ранних фаз (Коновалов Ю.Б., Баженова С.С., 2002).

Наряду с листовыми пластинками большая роль в накоплении органического вещества принадлежит влагалищам листьев. Позднее в фотосинтез включаются верхние междоузлия и колос. На долю всех листовых пластинок приходится 50 % фотосинтетического потенциала растения  остальной потенциал распределяется между вышеуказанными органами (Коновалов Ю.Б., 1981). Таким образом  продуктивность колоса сильнее зависит от массы листовых пластинок, чем от массы соломины с листовыми влагалищами (Коновалов Ю.Б., Баженова С.С., 2002).

Фотосинтетическая деятельность листьев особенно велика ко времени выколашивания, в следующий период преобладает деятельность нелистовой поверхности (влагалища, стебли и элементы колоса).

Наливающееся зерно снабжается пластическим материалом не только за счет текущего фотосинтеза, но и за счет ресурсов, накопленных вегетативными частями растения (Коновалов Ю.Б., 1981).

Велика роль корневой системы как добытчика питательных веществ и воды.  Увеличение продуктивной кустистости также является перспективным направлением увеличения урожайности ячменя селекционным путем в регионе.

Одна из основных задач селекции сельскохозяйственных культур, в том числе и ячменя, - создание высокоурожайных сортов. В связи с этим необходимо выделить в каждом регионе элементы структуры урожая, приоритетные с точки зрения повышения урожайности селекционным методом, которыми следует руководствоваться при отборе элитных растений, подборе пар для скрещивания (Коновалов Ю.Б., Сидоренко В.С., 1990). 

Урожайность ячменя определяется совместным действием элементов структуры урожая, среди которых ведущим является масса 1000 зерен, а также продуктивная кустистость и масса зерна с растения (Михкельман В.А., Скорняков Н.Н., 1998). Повышение урожайности ячменя селекционным путем может быть достигнуто за счет оптимального сочетания элементов структуры урожая, но не за счет гипертрофии одного из них (Коновалов Ю.Б., Сидоренко В.С., 1990). 

Количественные признаки продуктивности сортов ярового ячменя подвержены сильной изменчивости в зависимости от почвенно-климатических условий и других факторов. Наибольшая вариабельность свойственна числу растений на единицу площади, продуктивной кустистости и массе зерна с колоса. Менее изменчивы длина колоса и высота растений.

Изучение коллекции с точки зрения селекции на продуктивность показало, что значительную роль в формировании высокого урожая в переувлажненном 2008 году играли масса зерна с растения (r=0,88±0,06), продуктивная (r=0,62±0,10) и общая кустистость (r=0,62±0,10).

По данным Ромахина М.М. (2012) в благоприятном по погодным условиям 2009 году на урожайность сильнее всего влияла масса зерна с колоса (r=0,62±0,11). В засушливом 2010 году все элементы структуры урожая имели примерно равное значение в его формировании.

Более стабильно отмечалась средняя положительная зависимость между урожайностью и количеством продуктивных колосьев на 1м2. Взаимосвязь массы зерна с растения и колоса, продуктивной и общей кустистости в большей степени зависела от условий выращивания. (Ромахин М.М., 2012).

 

1.4 Химический мутагенез  в селекции растений

 

Мутацией в классической генетике принято считать внезапно возникающее стойкое изменение генетического аппарата, включающее как переход генов из одного аллельного состояния в другое, так и различные изменения числа и строения хромосом (Володин, В.Г., 1989).

Химические мутагены оказались мощными агентами, вызывающими генные мутации перестройки хромосом. Появление мутаций  это не просто акт взаимодействия мутагена с геном. Здесь возникает сложное  последействие, мы встречаемся с задержанным мутагенезом, с межгенной и внутригенной специфичностью, с картиной сложного взаимодействия мутагенов. Всё это указывает на то, что, изменяя внутриклеточные или внеклеточные условия, можно вмешаться в течение становления мутаций (Дубинин, Н.П., 1976).

В результате мутаций у растений могут появиться новые полезные признаки ранее не известные или признаки, которые сложно получить традиционными методами.

Разнообразные мутации, возникающие у растений под действием мутагенных факторов, представляют собой богатейший селекционный материал. Важное значение приобретает всестороннее изучение мутационной изменчивости с целью раскрытия потенциала мутагенеза и его полного использования в селекционной практике (Проскурин, Н.В., 1987).

Исследования мутагенного действия химических соединений начались ещё на заре развития современной генетики. Мутационные исследования должны удовлетворять двум требованиям:

- повысить число полезных мутаций;

- свести до минимума число  вредных мутаций.

Увеличение общей частоты мутаций будет всегда связано с преобладанием вредных мутаций, а полезные или вообще желательные мутации составляют лишь незначительное меньшинство (Аурбах, Ш., 1978).

Сейчас известно свыше 400 различных химических мутагенов. Выделяют следующие виды химических мутагенов:

- ингибиторы азотистых оснований, входящих в состав нуклеиновых кислот (кофеин, этилуретат и др.);

- аналоги азотистых оснований, включающиеся в нуклеиновые кислоты (кофеин, 5-бромурацил и др.);

- алкилирующие соединения (нитрозоэтилмочевина, нитрозометилмочевина и др.);

- окислители, восстановители и свободные радикалы (азотистая кислота, перекиси, альдегиды и др.);

- акридиновые красители (акридиновый  оранжевый);

- соли тяжёлых металлов;

- вещества: лекарственные, алкалоиды  и др.

Химические мутагены вызывают преимущественно точковые (генные) мутации, влияющие на физиологические и количественные признаки. При больших дозах можно получить большие перестройки хромосом (Гуляев, Г.В., 1984).

Индуцированный мутагенез стал одним из действенных методов селекции растений.

Многие мутанты и гибриды с мутантами успешно проходят испытание. Это доказывает, что метод индуцированного мутагенеза наряду с другими методами селекции и в сочетании с ними обеспечивает создание новых форм растений, которые могут конкурировать с существующими в производстве сортами. Метод индуцированного мутагенеза стал массовым методом селекции.

Индуцированный мутагенез является способом создания генетического разнообразия растений. Существующие в настоящее время разнообразные формы растений являются результатом ранее возникших мутаций, их рекомбинаций, а также отрегулирования функций отдельных генов в единой генетической системе организма. Принципиальное значение имеет установление возможности получения с помощью мутагенов таких форм растений, которые отсутствуют в природе.

За рубежом и в нашей стране мутагенные факторы в селекции растений используются в следующих основных направлениях:

• вызывание макромутаций, отбор мутантов, их оценка и использование в качестве новых сортов (прямое использование мутаций);