Ботаническая характеристика и биологические особенности культуры, и их соответствие почвенно-климатическим особенностям хозяйства

Растение ячменя состоит из подземной (корни первичные и вторичные) и надземной (стебель, листья, соцветие, плод) частей.

Корневая система ячменя, как и других злаков не имеет главного стержневого корня. Она мочковатая, состоит из множества мелких нитевидных корней. При прорастании зерна в начале появляются первичные или зародышевые корни (от четырех до семи и более), которые начинаются непосредственно от зародыша. Они играют важную роль в снабжении молодых растений влагой и питательными веществами. В засушливые годы зародышевые корни проникают в глубокие слои почвы, остаются живыми до конца вегетации и выполняют основные функции по снабжению растении элементами питания и влагой.

В период кущения из подземных стеблевых узлов образуются вторичные (узловые) корни. При оптимальных условиях увлажнение и питания растений вторичные корни более развиты, чем первичные.

Зародышевые и узловые корни покрыты корневыми волосками, через которые к растению поступают из почвы влага и питательные вещества.

Развитие корневой системы тесно связано с общим ростом вегетативной надземной массы. У мощных растений, как правило, большая корневая система. При благоприятных условиях интенсивный рост корневой системы начинается с фазы кущения до начала колошения и заканчивается в период налива зерна.

Стебель ячменя — соломина (полая) разделенная поперечными перегородками — стеблевыми узлами. Цвет этих узлов зависит от фазы роста растений до созревания ячменя, узлы зеленые или фиолетовые, после созревания — соломенно или красновато — желтые. На стебле обычно бывает 5−7 узлов, междоузлия неодинаковой длины. Нижнее междоузлие стебля самое короткое, а верхнее самое длинное. По мере роста растений длина всех междоузлий увеличивается.

Длина стебля ячменя зависит от условий его выращивания и от сорта. При благоприятных условиях выращивания стебель ячменя достигает длины 50−100см и более толщины -2, 5−4мм. Толщина уменьшается от основания к вершине стебля.

Лист состоит из влагалища листовой пластинки и язычка. Длина листьев второго яруса (сверху) 12−25см, а ширина — 8−22мм. Листовое влагалище взрослых растений покрывает междоузлие, образуя трубку с несрастающимися по длине краями. Большая облиственность ячменя обусловливают его возделывание на зеленый корм. Листья образуются из стеблевых узлов, которые располагаются на стебле поочередно в двух рядах. На месте перехода влагалища в листовую пластинку находиться язычок (лигула), который плотно облегает стебель. В зависимости от биологических особенностей сорта и условий выращивания длина язычка составляет 1 5- 5 мм, кроме того, по краям и на месте изгиба листового влагалища находятся роговидные, широкие ушки, которые охватывают стебель. Длина их 2−5мм. По этим ушкам ячмень можно легко отличить от пшеницы и овса.

Соцветие у ячменя — колос который состоит из коленчатого стержня и одноцветковых колосков расположенных на выемках стержня. Колосовой стержень у ячменя сравнительно прочный при созревании, не распадается на отдельное колоски. Сбоку стержень напоминает ступенчатую зигзагообразную линию. Он составлен как бы из отдельных члеников длина каждого 2−5мм. Чем короче членики колосового стержня, тем колос плотнее и наоборот, чем они длиннее, тем рыхлее. Боковые поверхности члеников колосового стержня бывают неопушенные или покрытые волосистым или войлочным опушением. На каждом выступе колосового стержня расположены три одноцветковых колоска. При полном созревании растений цвет колоса у разных форм и разновидностей ячменя бывает соломенно-желтый, редко оранжевый, черный, темно-серый и фиолетовый.

Цветок ячменя характерен тем, что в отличие от многоцветковых колосков пшеницы и овса или парных цветков у ржи, каждый колосок у ячменя одноцветковый и образует одну зерновку. Колосок ячменя имеет две колосковые и две цветочные чешуи (наружная и внутренняя) одну завязь, три тычинки и две лодикулы.

Колосковые чешуи расположены у основания наружной цветочной чешуи и прочно прикреплены к колосовому стержню. Они защищают цветок и сохраняются на колосовом стержне после удаления зерновки.

Внутренняя цветочная безостая чешуя прилегает к колосовому стержню. Наружная в верхней части переходит в ость, зазубренную или гладкую, длинную или короткую. (рис) Если у ячменя вместо остей имеются лопастные трехвильчатые придатки — фурки ячмень называется фуркатным. Иногда у цветочной чешуи нет ни остей, ни фурок, завязь ячменя одногнездная, внутри нее находиться полость занятая одной семяпочкой яйцевидной формы. Из верхней части завязи выходят два перисто-образных рыльца, покрытых многочисленными волосками.

Плод ячменя — зерновка длиной 7−10мм шириной и толщиной 2−3мм. Она может быть пленчатая и голая. У пленчатого ячменя цветочная чешуя срастается с зерновкой и при обмолоте зерно остается в цветочных чешуйках. У голозерных форм этого явления не наблюдается и при обмолоте зерно легко освобождается от цветочных чешуй[5].

Растения ярового ячменя проходят следующие фазы роста: прорастание семян, всходы, кущение, выход в трубку, колошение, цветение, формирование и созревание зерна.

Прорастание. Для прорастания требуется воды 48−70% от массы сухих семян. В благоприятных условиях фаза прорастания длится 2−5дней. В этот период ячмень чувствителен к неблагоприятным факторам среды, недостатку влаги, низким температурам, избыточному увлажнению высокой плотности почвы и другие.

Обеспечение оптимальных условий для прорастанияодин из важных приемов агротехники.

Всходы. Время от посева до появления всходов зависит от агротехники влажности и температуры почвы.

Продолжительность этого периода может колебаться от 5 дней до 2−3 недель. Глубокая заделка семян и почвенная корка вредно отражаются на всхожести ячменя. Если в почве мало кислорода, семена могут погибнуть. При прорастании, вначале появляются зародышевые корни, затем первый зародышевый лист, защищенный со всех сторон бесцветным колеоптиле. Когда колеоптиле достигает поверхности почвы, свернутый первый лист прорывает верхушку и разворачивается. На дружность прорастания семян большое влияние оказывает качество посевного материала. Выровненные, хорошо выполненные семена имеют высокую энергию прорастания и дают дружные всходы.

Кущение. Следующая после всходов фаза роста растений — появление новых побегов из узла кущения (кущение). Главный узел кущения расположен в зависимости от типа и влажности почвы на глубине 1−3 см. Начало кущения у ячменя обычно совпадает с появлением третьего листа. В дальнейшем часть стеблей нормально развиваются (особенно первые побеги), другая часть из-за неблагоприятных факторов остается бесплодной. Кустистость различают общую (включают все стебли) и продуктивную — только стебли с продуктивным колосом. Кустистость ячменя зависит от глубины залегания узла кущения, света, влаги и питательных веществ. Надо избегать как чрезмерно глубокой, так и слишком мелкой заделки семян. При глубокой заделки ростки с трудом пробиваются на поверхность почвы, становятся ослабленными, а часть не в состоянии пробиться и кустистость снижается. При мелкой заделке часто наблюдается недостаток влаги в верхнем слое почвы и вторичные (узловые) корни не могут успешно развиваться. Большое влияние на кустистость оказывает плодородие почвы. Ячмень вообще кустится значительно сильнее, чем овес и яровая пшеница, но на малоплодородных землях он почти не кустится.

В период кущения (через 8−12 дней после всходов) заканчивается формирование зачаточного колоса. Недостаток питательных веществ и влаги в почве в начале вегетатации ведет к снижению урожая. В период от кущения до выхода в трубку ячмень наиболее интенсивно потребляет из почвы питательные вещества. В фазы всходов и кущения протекает важный процесс корнеобразований ячменя. Первичные корни в период кущения проникают на глубину 50−60 см., а вторичные начинают образовываться одновременно с появлением новых боковых побегов. Основная масса корней находится в пахотном слое.

Выход в трубку. Фаза выхода в трубку наступает примерно через 3−4 недели после появления полных всходов. У основания главного стебля образуется небольшая выпуклость — бугорок первого стеблевого узла. В этот период заканчивается формирование колоса, колосков и цветков, недостаток влаги и света приводит к частичной стерильности и уменьшению числа зерен в колосе.

Колошение. Фаза колошения наступает с появлением колоса из влагалища листа. В засушливые годы начало колошения отмечают при появлении остей колоса. К началу колошения ячмень полностью сформировывает генеративные органы — пыльники и пестик с рыльцами.

На севере ячмень выколашивается быстрее, чем на юге, из-за более длительного дня, короткий день на юге задерживает наступление фазы колошения, благоприятно сказывается на ускорении фазы колошения повышенная температура воздуха. Во время формирования колоса условия внешней среды оказывают большое влияние на длину колоса, число колосков и продуктивность.

Цветение и оплодотворение. Ячмень относится к самоопыляющимся растениям, но иногда опыляется перекрестно. В каждом развитом цветке находится мужские и женские органы. Цветение ячменя чаще всего совпадает с началом колошения и реже (через 1−3 дня) после него. В засушливые годы цветение ячменя происходит по влагалище листа.

Созревание зерна. В процесс созревания зерна у ячменя различают три фазы: спелости, молочную, восковую и полную. Влажность спелого зерна не должна превышать 14−16%.

Вегетативный период. Длина вегетативного периода ячменя (от всходов до созревания) зависит от сорта и условий выращивания. Из злаковых культур ячмень созревает раньше всех. Раннеспелые сорта ярового ячменя созревают в течение 53−60 дней, а позднеспелые за 100−120 дней [3].

Требование ячменя к условиям произрастания.

Требования к почвам. Вследствие быстрого прохождения фаз роста и короткого вегетационного периода ячмень требователен к плодородию почвы. В начальный период развития он поглощает из почвы большое количество питательных веществ. Через три недели после всходов он содержит почти половину всей дозы фосфора и две трети калия, хотя органической массы накапливается к этому времени меньше пятой части. Высокая требовательность ячменя к почвам обусловлена его биологическими особенностями относительно слабо развитой корневой системой и ее низкой усвояющей способностью. Наиболее высокие урожаи ячменя получают на плодородных почвах с глубоким пахотным слоем с нейтральной реакцией почвенного раствора.

Почвы, отводимые под ячмень должны быть однородными по содержанию питательных веществ, влагоемкости и водопроницаемости. Для получения высоких урожаев важно обеспечить растения в начале вегетации достаточным количеством легкодоступных, питательных веществ.

Требование к свету. Ячмень относится к группе культур длительного дня, поэтому в северных районах вегетационный период меньше, чем на юге, где световой день короче. Так, например, продолжительность вегетационного периода у сорта ячменя Полярный — 14 в Хибинах составляла 70 дней, в Ленинградской области -78, в Ташкенте-82 дня.

Требование к температуре. Требования ячменя к температуре на различных этапах роста и развития неодинаковый. Зерно ячменя может прорастать при 1−3С, тепла, но наиболее благоприятная температура 15−20 С. Всходы ячменя переносят заморозки до-6 С, а после хорошей закалки до10−12 С мороза. Однако длительное похолодание и увлажнение вызывают задержку роста и угнетение растений. Опасны заморозки во время цветения и созревания зерна. Завязь и пыльники повреждаются при 1−2 С мороза. В период кущения и корнеобразования полезна невысокая температура. Ячмень сильно страдает от быстрого наступления высокой температуры в фазе выхода в трубку, когда проходит формирование продуктивности колоса. В период выхода в трубку — колошение — наиболее благоприятная средняя температура 20−22 С, а при созревании -23 -24 С. При температуре ниже 13−14 С налив и созревание зерна задерживаются.

Резкие колебания температуры, а также высокая температура в сочетании с низкой влажностью воздуха в период налива зерна отрицательно сказываются на выполненности зерновки, снижается масса 1000 зерен и ухудшаются пивоваренные свойства ячменя. Сумма активных температур, необходимых для полного цикла развития ячменя, составляет около 2000С.

Требование к влаге. Ячмень менее требователен к воде, более экономно расходует влагу, чем пшеница, рожь и овес. Транспирационный коэффициент (расхода воды на образование единицы сухого вещества) ячменя составляет 350−450. В засушливых условиях он обычно дает более высокие урожаи. Однако из-за слабого развития корневой системы ячмень плохо переносит весеннюю засуху. Много влаги ячмень расходует в фазе кущения, когда идет энергичный рост подземных и надземных частей растения и особенно в период выход в трубку — колошение растений. Недостаточное увлажнение в этот период приводит к уменьшению количества зерен в колосе и снижению урожайности.

Для получения высокого урожая ячменя необходимо улучшать водный режим почвы путем агротехнических приемов, заботиться о накоплении почвенной влаги и экономном ее расходовании. Поэтому в районах недостаточного увлажнения большое значение имеют такие приемы, как своевременная и качественная обработка почвы, снегозадержание, ранее весеннее боронование и оптимальные сроки посева ячменя [5].

Таблица 2. — Фазы роста и этапы органогенеза.