Оценка хозяйственно полезных признаков и свойств ярового ячменя тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Дедушев Иван Александрович

• Дедушев Иван Александрович
• кандидат наук
• 2024

Оглавление диссертации кандидат наук Дедушев Иван Александрович

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Мировое производство ячменя

1.2. Хозяйственное использование ячменя

1.3. Специфика производства ячменя в России

1.4. Отзывчивость ячменя на улучшение азотного питания

1.5. Сортовая агротехника

1.6. Селекция ярового ячменя

1.7. Пивоваренный ячмень

1.8. Кормовой ячмень

1.9. Продовольственный ячмень

1.10. История селекции ярового ячменя в ЦРНЗ

1.11. Ретроспективный анализ селекции ячменя в ФИЦ «Немчиновка»

Глава 2 МЕСТО, УСЛОВИЯ, ОБЪЕКТ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Почвенный покров и плодородие опытных полей ФИЦ «Немчиновка»

2.2 Метеорологические условия в годы проведения полевых экспериментов

2.3 Программа и методика проведения исследований

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

3.1 Влияние азотного питания н метеорологических условий на урожайность и структуру урожая сортов ярового ячменя разного направления использования

3.2 Влияние доз азотного питания и метеорологических условий на накопление белка в зерне ярового ячменя, разного направления использования

3.3 Влияние метеорологических условия и доз азотного питания на технологические показатели качества сортов ярового ячменя разного направления использования

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Оценка хозяйственно полезных признаков и свойств ярового ячменя»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. В решении проблемы продовольственной безопасности Российской Федерации важное место занимает обеспеченность страны отечественным сортиментом полевых культур.

В России ячмень используется на зернофураж, для производства крупы и пива. До недавнего времени в нашей стране велась преимущественно селекция ячменя универсального направления. Однако требования производителей товарной продукции различны в зависимости от будущего направления использования зерна ячменя. Соответственно, необходимо вести селекцию сортов с учетом его использования (кормового, пивоваренного, продовольственного).

В последние годы созданы сорта ярового ячменя с определенными качественными и хозяйственными признаками и свойствами для этих направлений использования. Направления использования ячменя подразумевают не только селекцию сортов, отвечающих по качеству зерна требованиям производителей и переработчиков зерна, но и разработку соответствующей сортовой агротехники для получения высококачественного пивоваренного, кормового и продовольственного зерна.

Из элементов сортовой агротехники, существенно влияющих на требуемое качество зерна ячменя, основное влияние оказывают минеральные удобрения.

В связи с этим селекция сортов ячменя различного направления использования и разработка их сортовой агротехники являются актуальными.

Цель исследования - выявить влияние селекции в ЦНРЗ на урожайность, элементы структуры урожая и качество зерна сортов ярового ячменя разного направления использования. Разработать элементы сортовой агротехники для сортов ярового ячменя разного направления использования.

Для решения данной цели были поставлены следующие задачи:

1. Выявить особенности формирования урожая, роль отдельных элементов структуры урожая у сортов ярового ячменя разных лет селекции и разного направления использования в отличающихся агрометеорологических условиях выращивания при использовании различных доз азотных удобрений.

2. Провести оценку показателей качества зерна изучаемых сортов ярового ячменя разного направления использования, полученных в различных условиях выращивания при использовании различных доз азотных удобрений.

3. Установить закономерности и взаимосвязи показателей количественных и качественных признаков изучаемых сортов, сформировавшихся в разных погодных условиях с различным уровнем азотного питания растений.

4. На основе проведенных исследований подобрать оптимальные дозы азотных удобрений для сортов разного направления использования в условиях ЦРНЗ.

Научная новизна. На основании проведенных исследований впервые в условиях ЦРНЗ выявлены особенности формирования урожая, роль различных элементов структуры урожая, качество зерна сортов ярового ячменя разных направлений использования в отличающихся агрометеорологических условиях выращивания при использовании различных доз минеральных удобрений.

Впервые показано влияние селекции на эффективность использования растениями ячменя азота: у современных сортов эта отзывчивость на азотное питание выражена сильнее, что проявляется как в уровне урожайности, так и в биохимических и технологических показателях качества зерна. Впервые показано, что у пивоваренных сортов повышение белка в зерне увеличивается в меньшей степени, чем у кормовых и универсальных.

Выявлено, что при правильном выборе определенного сорта и дозы азотного удобрения можно гарантировать стабильный урожай с заданным качеством зерна. Так, доза азотного питания К100 в определенных агроклиматических условиях обеспечивает получение пивоваренного зерна с высокой урожайностью у сортов Надежный и Рафаэль. Доза азотного питания К150 повышает содержание белка у всех изученных сортов, что отрицательно влияет на пивоваренные качества, но положительно влияет на другие качественные показатели. Максимальное содержание белка наблюдалось у сортов Златояр и Яромир.

Теоретическая и практическая значимость работы. Повышение производства зерна в центральной нечерноземной зоне является важнейшей народнохозяйственной проблемой в обеспечение продуктами питания собственного производства.

Определены селекционно значимые хозяйственно полезные признаки и свойства сортов ярового ячменя разного направления использования.

Выявлено влияние селекции на эффективность использования азотных удобрений растениями сортов ячменя разного времени селекции и направления использования.

Показано, что в селекционной практике ярового ячменя целесообразно проводить оценку сортов для разных направлений использования на различных уровнях минерального питания. Разработка элементов сортовой агротехники позволяет производителям реализовать потенциал сортов.

Определены оптимальные дозы внесения минеральных удобрений для сортов разного направления использования. Показано, что внесение повышенных доз азота экономически выгодно на сортах с высоким потенциалом урожайности и качеством зерна.

Выявлены высокопродуктивные сорта пивоваренного, кормового и универсального использования, которые могут использоваться в современных агротехнологиях различного уровня интенсивности.

Получено два авторских свидетельства на сорта ярового ячменя (Златояр, Рафаэль), внесенных в Государственный реестр селекционных достижений РФ.

Основные защищаемые положения.

1. Изменение урожайности и элементов структуры урожая сортов разных лет селекции и направления использования в ЦРНЗ.

2. Влияние уровня минерального питания на формирование урожайности и элементов структуры урожая сортов разных лет селекции и направления использования в ЦРНЗ.

3. Эффективность азотных подкормок сортов ярового ячменя разных лет селекции и направления использования.

4. Элементы сортовой агротехники выращивания сортов ярового ячменя разного направления использования в ЦРНЗ.

Степень достоверности и апробация результатов. Объективность и достоверность подтверждена многолетними экспериментальными данными, полученными в лабораторных и опытно полевых условиях с применением современных методик и статистических обработок. Основные положения ежегодно рассматривались на заседаниях кафедры генетики, селекции и семеноводства РГАУ-МСХА имени К.А.Тимирязева, а так же на конференции «Растениеводство и луговодство» (Москва, 2020) и на научно-практической конференции, посвященной 90-летию образования ФИЦ «Немчиновка» (Москва, 2021). По материалам работы опубликовано 16 научных статей, из них 10 - из списка, рекомендованного ВАК, и одна статья из списка SCOPUS.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 175 страницах печатного текста. Состоит из введения, 3 глав, заключения, выводов и практических рекомендаций. Список литературы включает 175 источников, из которых 75 - на иностранном языке. Работа содержит 36 таблиц, 5 рисунков и 9 приложений.

Глава 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1.1.Мировое производство ячменя

В нынешней экономической ситуации, увеличение производства продукции растениеводства и увеличение урожая основных сельскохозяйственных культур должна быть обеспечена через внедрение новых адаптивных высокоурожайных сортов.

В решении этой задачи основная роль отводится селекции. Это наиболее малозатратные, экономически оправданные и экологически безопасные приёмы повышения урожайности.

Своевременное создание сортов быстрое внедрение в производство новых более урожайных сортов разных направлений использования способно обеспечить значительное повышение сборов продукции. Реализация высокого продукционного потенциала этих сортов возможна при оптимизации азотного питания и подбором оптимальных доз для получения продукции определенного качества

Ячмень имеет интересную историю. Считается, что это первое окультуренное растение, которое стало основным источником питания первых земледельцев. Он оставался важным продуктом питания во многих регионах, но в настоящее время его используют в основном в качестве корма для животных и для производства пива. В то время как производство других основных зерновых культур: кукурузы, риса и пшеницы в мире продолжало расти, производство ячменя в течение последних двух десятилетий никак не изменилось.

Помимо чисто практического использования зерна ячменя, в последние десятилетия эта культура стала модельным объектом для исследователей в области генетики и биохимии.

Многие ключевые концепции и инструменты современных исследований сельскохозяйственных культур берут свое начало от более

ранних исследований ячменя. Ячмень был и остается важной культурой для изучения.

Ячмень (Hordeum vulgare L) является четвертым по объему производства злаком после кукурузы, риса и пшеницы. Ячмень был обнаружен на древнейших археологических раскопках, возраст которых составляет около 11000 лет. Некоторые исследователи считают, что именно ячмень стал первой культурой, морфология растений которой были изменены человеком. И произошло это ранее, чем изменения морфологии первой введенной в культуру пшеницы (Triticum monococcum L.) [84].

Пшеница и ячмень тесно связаны между собой, и между этими двумя культурами можно получить плодовитые гибриды. Тем не менее, ячмень часто рассматривается как второстепенный продукт питания по сравнению с пшеницей, и его называют «хлебом для бедняков». Несмотря на это ограничение, ячмень обычно более вынослив, чем пшеница, и был важной культурой во многих регионах, где возделывание пшеницы было затруднено. Именно эта причина обеспечила широкое возделывание ячменя в мире [167].

Применение новых методов ведения сельского хозяйства, создания новых сортов этой культуры привело к устойчивому увеличению урожайности ячменя. В настоящее время ячмень выращивают в регионах с умеренным климатом как в северном, так и в южном полушариях. Рисунок 1 показывает распространение производства ячменя по всему миру. На Европу и Россию приходится около 65% мирового производства, но ячмень остается важной продовольственной культурой в некоторых частях Северной Африки, Азии и Южной Америки [124].

В 2017 году почти 150 миллионов тонн ячменя было произведено почти на 50 миллионах га при средней мировой урожайности около 3 тонн/га [124]. Российская Федерация является крупнейшим производителем ячменя в мире (рис. 1). В то же время урожайность ячменя в России и

Австралии довольно низкая и составляет около 2,5 т/га. В то же время во Франции и Германии его урожайность обычно превышает 6 т/га.

Production of Barley: top 10 producers

2020

40M

Ф Production

Рисунок 1 - Десять крупнейших мировых производителей ячменя. Данные БЛОБТАТ (2020 г.)

В 2013 году экспорт ячменя оценивался в 8,5 миллиардов долларов (31 миллион тонн) с крупнейшими странами-экспортерами - Францией, Австралией, Аргентиной, Германией и Украиной. И наоборот, стоимость импорта ячменя в мире составила чуть более 9,4 млрд долларов, при этом Саудовская Аравия (10,5 млн тонн), безусловно, является крупнейшим импортером, на долю которого приходится почти треть всего мирового импорта ячменя.

На рисунке 2 показаны глобальные изменения посевных площадей ячменя и его общего производства с 1961 года. За этот период урожайность ячменя выросла в среднем с 1,3 до более чем 2,5 т/га. Однако интересно отметить, что с середины 1980-х годов площади, засеянные ячменем, сокращаются. Считают, что это связано с производством новых гибридов кукурузы и сортов сои в США, а также с более высокой ценностью пшеницы во многих регионах мира. Общий объем возделывания ячменя снижается в результате замены площадей под ним представителями семейства Капустных. Еще одним фактором сокращения посевных площадей является

изменения в производстве ячменя как основного продукта торговли. Хотя урожайность ячменя демонстрировала быстрый рост с начала 1960-х до середины 1980-х годов, за последние же 15 лет реального улучшения урожайности не произошло. Это, вероятно, связано с тем, что ячмень вытесняется из некоторых наиболее продуктивных регионов выращивания и перемещается дальше в условия с повышенным абиотическим стрессом, где он превосходит пшеницу [124].

Рисунок 2 - Мировое производство ячменя и посевные площади. Площадь (синий цвет) указана в миллионах гектаров, а производство (оранжевый цвет) - в миллионах тонн. Данные БЛОБТАТ (2020 г.).

1.2.Хозяйственное использование ячменя

Ячмень в основном используется в качестве корма для животных, на долю которого приходится от 61 до 77% от общего производства зерна. В связи с резким уменьшением объёмов производства продукции животноводства в нашей стране потребность в зерне ячменя кормового направления существенно снизилась. Вместе с тем, только в нем имеется весь набор незаменимых аминокислот, которые в организме животных либо

совсем не синтезируются, либо образуются в недостаточном количестве (лизин, метионин, триптофан и др.). По этому показателю ячмень занимает ведущее место среди всех зерновых культур и незаменим в приготовлении комбикормов для свиноводства [171].

До 22% от общего объема урожая ячменя идет на производство солода при производстве пива. На долю использования ячменя в виде продуктов питания приходится лишь 5% производимого зерна (рис.3). Таким образом, очевидна тенденция использования ячменя в качестве исходного продукта для пивоваренной промышленности и снижение его потребления в пищу человеком.

иffllЛ^ffiиífllЛ^cnFl(fllЛ^(ГlИf(lл^£J)иmlЛ^фиw НИНг1ННННИН г1ИНИНИННННМГММГЧМММ

Рисунок 3 - Конечное использование зерна ячменя. Основные виды конечного использования, в миллионах тонн, предназначеных для корма животных (синий), переработки или соложения (зеленый) и пищи человека (красный). Данные БАОБТАТ (2017 г.)

Ячменный солод — ключевое сырье для пивоварения и производства виски — на литр пива уходит около 130 г солода. Есть много различных характеристик, которые важны для производства солода. Эти характеристики в первую очередь связаны со скоростью и одновременностью прорастания зерна, разрушением клеточных стенок эндосперма и расщеплением крахмала

до ферментируемых сахаров. Высокое содержание белка нежелательно, а эффективная деградация эндогенных белков также важна для производства высококачественного солода [113]. Важность процесса соложения означает, что структура, развитие и прорастание зерна ячменя интенсивно изучались, и в настоящее время он представляет собой один из наиболее изученных злаков [151].

Несмотря на снижение общей доли возделывания ячменя за последние три десятилетия, производство пива из ячменя демонстрирует устойчивый рост. Мировое производство пива превышает миллиард гектолитров в год. Это отражается в увеличении доли ячменя, используемого для соложения, с 10 до 20% (БЛОБТАТ, 2020).

Использование пищевых продуктов исторически имело большое значение во многих регионах, включая Ближний Восток, Северную Африку, северную и восточную Европу и Азию [91]. Данный злак используется для производства муки, крупы (перловая и ячневая), отрубей и хлопьев, а также его добавляют в продукты на основе пшеницы [141]. Однако пшеница и рис обеспечивают более качественный конечный продукт с лучшими вкусовыми ощущениями, чем ячмень. Это привело к снижению потребления ячменя за последние 200 лет [140]. Следовательно, селекционеры при создании новых сортов ячменя должны не игнорировать, а целенаправленно вести селекцию на повышение качества зерна и конечного продукта из него.

В последние годы наблюдается тенденция перехода от крупных пивоварен к небольшим или независимым пивоваренным предприятиям. В 2015 году в мире насчитывалось более 10 000 крафтовых пивоварен, подавляющее большинство из которых находится в Европе (4486) и Северной Америке (4483). В то время как общее производство пива оставалось неизменным или даже снижалось, крафтовые пивоварни и производство импортного пива быстро росли (рост на 6,2 и 6,8% в 2016 году соответственно). Понимание этих процессов важны для производства ячменя,

поскольку именно крафтовые пивоварни активно используют высококачественный ячменный солод, в отличие от многих крупных пивоварен, которые используют большое количество добавок из не ячменного сырья [124].

Помимо роста производства крафтового пивоварения, также существуют возможности для увеличения использования ячменя в пищу. Некоторые исследования показывают, что ячмень является одним из самых полезных злаков для питания человека из-за высокого содержания важных питательных веществ. По основным показателям содержания белков, жиров и углеводов ячмень не уступает пшенице, а по содержанию пищевых волокон, особенно бета-глюканов, кальция, железа и цинка даже превышает аналогичные показатели у других зерновых культур [153].

Несмотря на явные преимущества ячменя как продукта питания человека, его использование в пищу остается низким по сравнению с другими злаками, и нет никаких предпосылок к тому, что его использование будет расти. В 2016 году глобальное потребление ячменя на душу населения составляло всего 1 кг на человека по сравнению с 67 кг пшеницы, 17 кг кукурузы и 54 кг риса. Самое высокое потребление на душу населения наблюдается в Северной Африке, особенно в Марокко (41 кг на человека), Эфиопии (15 кг) и Сирии (15 кг) [124].

Помимо ключевых направлений использования ячмень так же имеет потенциал в фармацевтической отрасли. Зерна ячменя содержат антивирусные и антибактериальные вещества гордеин и лизин. Именно по этой причине отвары из зерен ячменя часто применяются в народной медицине для лечения грибковых заболеваний, воспалительных процессов кожи, желудочно-кишечного тракта и органов дыхания. Выделенный из растения антибиотик нашел своё применение не только в медицине, но и в ветеринарии для улучшения производства продуктов животноводства, в растениеводстве в качестве биопрепарата для защиты от грибковых

заболеваний, в пищевой промышленности для консервации продуктов, в микробиологии для выделения чистой культуры и даже в генетических исследованиях [48].

1.3. Специфика производства ячменя в России Как уже отмечалось ранее, Российская Федерация является крупнейшим производителем ячменя. Хотя посевные площади под этой культурой резко сократились из-за снижения потребности животноводства, ячмень в России по-прежнему занимает первое место в мире по занимаемой площади (в2020 - 9,0 млн. га).

По данным БАОБТАТ в 2020 в России было собрано почти 21 млн. тонн ячменя, что соответствует 13 % общемирового валового сбора этой культуры. Валовой сбор ячменя в России превышает показатели Германии, Франции, Канады, Испании, Австрии. Россия производит ячменя вдвое больше, чем Великобритания, Турция и Украина, а наши показатели превышают аналогичные в США и Аргентине более чем в три раза. В России ячмень возделывается повсеместно, при этом большая часть посевов приходится на европейскую часть страны, где валовой сбор его зерна составляет ежегодно от 18 до 20 млн. тонн. Ячменя высевается в России на 30% больше, чем подсолнечника и на 60 % больше, чем овса. По посевным площадям ячмень уступает только пшенице и занимает второе место [174].

Ячмень, как известно, возделывается в осенних и весенних посевах. Озимый ячмень в структуре мировых посевных площадей занимает около 30%. Так как озимый ячмень менее зимостоек, чем пшеница и рожь, в условиях континентального климата России основные площади его сосредоточены в Южном Федеральном округе, где в общей структуре посевных площадей он занимает от 6 до 10 процентов. При этом благоприятные условия в период посева способствуют расширению его площадей, а годы с суровыми зимами - их снижению. Так, за период с 2009 по 2013 г. посевные площади его значительно колебались. В 2009 году

озимым ячменем было занято 582 тыс. га, а в условиях сухой осени 2010 года им было засеяно на 121 тыс. га меньше. Показатели 2011 года также снизились на 78 тыс. га по отношению к предыдущему году, и на 199 тыс. га по отношению к 2009 году. В 2012 году неблагоприятные осенние условия, раннее наступление холодов и сложные условия зимовки значительно отразились на сохранности посевов, что привело к резкому снижению посевных площадей под озимым ячменем, значения были рекордно низкими за последние пять лет и составили всего 291 тыс. га. В среднем площадь озимых ячменей в Российской Федерации составляет около 320 тыс. га.

Основные площади в производстве в нашей стране по-прежнему занимает яровой ячмень. Высевается ярового ячменя значительно больше, чем озимого. В 2021 яровой ячмень возделывался на площади 7,7 млн. га. В среднем за последние годы яровой ячмень в России занимал площадь в 8,0 млн. га. Посевные площади под яровым ячменем могут значительно изменяться по годам, и связано это в первую очередь с рыночным спросом на данную продукцию, а она последние годы падает [170].

По данным Росстата России средняя урожайность ячменя за последние 6 лет составила 2,4 т/га. Наиболее низкие показатели урожайности были в 1995 году - 1,27 т/га, наибольшая урожайность ячменя в нашей стране получена в 2017 году - 2,62 т/га. Значительные перепады в показателях урожайности связаны прежде всего с погодно-климатическими условиями выращивания в основных регионах выращивания, в условиях повсеместной засухи продуктивность культуры значительно снижается [1,78].

За последние десятилетия делались неоднократные попытки создавать сорта озимого ячменя для Центрального региона Российской Федерации. По самым скромным подсчетам это может дать дополнительно 1,5 - 2 млн. тонн зерна, не считая других хозяйственных выгод, связанных с возделыванием этой культуры [75].

1.4. Отзывчивость ячменя на улучшение азотного питания

Роль питательных элементов в формировании величины и качества урожая велика. Для получения высоких урожаев ярового ячменя необходимо комплексное внесение удобрений и правильное соотношение питательных элементов. Однако количество питательных веществ, обусловливающее оптимальное качество продукции, в том или ином конкретном случае не всегда совпадает с дозой удобрений, обеспечивающей максимальный урожай. В связи с этим очень важно предварительно узнать степень обеспеченности почвы элементами питания, проведя агрохимическое обследование или используя имеющиеся в хозяйствах агрохимические картограммы [3].

Использование адаптированных к определенным условиям выращивания сортов позволяет реализовать их потенциал на определенном уровне почвенного плодородия в складывающихся погодных условиях выращивания. При низкозатратной системе ведения хозяйства становятся предпочтительней сорта, менее требовательные к условиям питания, но со стабильной урожайностью.

Азот (N3 является основным элементом питания, стимулирует рост вегетативной массы и определяет величину урожая. Входит в состав белков и нуклеиновых кислот. Участвует в создании хлорофилла и регуляторов роста. Оптимальные дозы азота на фоне Р и К обеспечивают получение высоких урожаев хорошего качества [35].

От обеспечения азотом зависят темпы роста растений. Недостаток азота может вызвать преждевременное созревание. Наоборот, избыток азота приводит к замедленному созреванию и увеличению влажности зерна, особенно при уборке в условиях влажной погоды. Ячмень нуждается в азоте прежде всего в период от начала кущения до колошения, т. к. в это время формируется ассимилирующий аппарат растений и величина колоса [50].

Внешние признаки дефицита азотного питания проявляются, начиная с фазы кущения, и сохраняются до конца вегетации растений. Наблюдается угнетение роста растений, слабое кущение, тонкая соломина, небольшие размеры листьев, расположение их более, вертикальное, чем обычно. Уменьшается масса 1000 зерен. Окраска листьев бледно-зеленая, хлоротичная (с желтизной). Сначала желтеют нижние листья, начиная с мезофилла, затем исчезает зеленая окраска жилок. Процесс распространяется снизу вверх по мере реутилизации азота. Нижние листья отмирают раньше обычного [50].

Повышенные дозы азота ухудшают показатели крупности и выравненности зерна, понижают содержание в нем крахмала и способствуют избыточному накоплению белка [81].

С тонной зерна выносится из почвы примерно 24-25 (до 30) кг азота. Основным азотным удобрением служит аммиачная селитра нитрат аммония. Было показано, что при внесении 30-60 кг д.в./га в оптимальные погодные условия увеличивали урожайность на 11-34 %. Во влажные годы более эффективная доза азота 30кг/га [23].

Фосфор входит в состав нуклеиновых кислот, фосфолипидов, высокоэнергетических соединений, участвует в энергетическом обмене и метаболизме клетки. Усиливает устойчивость растений к болезням, способствует формированию мощной корневой системы, увеличивает долговечность семян, обеспечивает их высокую жизнеспособность и энергию прорастания. Недостаток фосфора на ранних этапах отрицательно влияет на рост и развитие растений, что невозможно полностью компенсировать запоздавшей подкормкой [66].

При недостатке фосфора ослабляется образование новых клеток и тканей. Побеги, листья, колосья и корни формируются сильно уменьшенными. Кущение слабое. Растения имеют веретенообразный вид, вытянуты вверх. Цветение и созревание запаздывает на 5-10 суток. Может

проявляться карликовость растений. Листья имеют темно-зеленый цвет, голубоватые, с красным, пурпурным, фиолетовым или бронзовым оттенком. Засыхающие листья темные, иногда черные. Граница отмершей ткани на листьях резко выражена. Признаки дефицита фосфора проявляются раньше на более старых (нижних) листьях [66].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Дедушев Иван Александрович, 2024 год

использования.

Нами был проведен анализ доли влияния факторов в накоплении белка в зерне ярового ячменя доля влияния факторов в накоплении белка в зерне ярового ячменя (табл. 11).

Таблица 11 - Доля влияния факторов в накоплении белка в зерне ярового ячменя (2020-2022 гг.)

Источник Сумма Степень Средний Рф Вклад

варьирования квадратов свободы квадрат фактора

Общая 130,32 119 - - -

Сорт (А) 45,91 9 5,10 189,35* 35,23

Агрофон (В) 9,07 1 9,07 362,97* 6,96

Год (С) 33,65 2 16,82 672,98* 25,82

(А*В) 4,18 9 1,14 18,56* 3,21

(А*С) 27,52 9 0,45 61,15* 25,82

(В*С) 3,65 1 0,20 73,02* 2,80

(А*В*С) 4,85 9 0,51 10,111* 3,72

Остаток 1,49 40 0,05 - 1,14

*Варианса достоверна при 95% уровне значимости <0,05

Наибольшая доля фактора «сорт» в синтезе белков позволяет сделать

заключение о том, что в период вегетации изучаемые образцы по-разному

реагировали на почвенно-климатические условия эксперимента. Значимость

взаимодействия факторов «сорт - агрофон» определила возможность, в

зависимости от направления использования, за счет оптимизации азотного

питания, изменять уровень белка в зерне изучаемых форм.

86

В годы испытания, гидротермический режим, как один из основных факторов, влияющих на показатель «содержание белка», существенно отличался от среднемноголетних значений, которые считаются более благоприятными для формирования полноценной зерновки сортов ячменя.

Погодные условия практически всего вегетационного периода ячменя в 2020 году характеризовались как избыточно-влажные. Излишняя весенне-летняя влага позволяла растениям ячменя хорошо развиваться, но способствовала развитию болезней и полеганию посевов. При такой атмосферной обстановке, как правило, большинство сортов, существенно повышая урожай зерна, незначительно увеличивают содержание белка в зерне [2,13]. Обильное выпадение осадков в течение вегетационного периода ячменя этого года, приведшее к вымыванию минерального азота, внесенного в подкормку, объясняет практически одинаковое воздействие фонов азотного питания на белковый комплекс зерновок ячменя. Полученные данные показывают, что в условиях 2020 года, средний показатель содержания белков в зерне при дозе внесенного азота 100 кг/га не превышал 12,0%, а под влиянием дозы минерального азота 150 кг/га он возрос лишь на 0,2% (табл. 12).

Таблица 12 - Содержание белка в зерне сортов ячменя при разных дозах азотного удобрения, %

Сорта Год регистрации 2020 г. 2021 г. 2022 г.

N100 N150 N100 N150 N100 N150

Эльф 1997 12,4 12,9 12,6 13,6 12,7 13,3

Раушан 1998 12,6 12,7 11,7 11,1 13,8 13,9

нур 2002 12,3 12,4 11,6 11,9 13,8 13,9

Владимир 2007 12,2 12,3 11,2 13,2 13,2 14,2

Прометей 2009 12,4 12,9 13,1 13,5 12,6 13,6

Московский 86 2011 11,9 11,9 10,2 13,0 12,4 13,4

Яромир 2013 12,0 12,1 13,8 14,2 13,1 14,9

Надежный 2017 10,8 10,9 11,7 12,6 12,6 12,9

Златояр 2020 13,0 13,1 12,2 13,0 13,6 13,9

Рафаэль 2022 10,2 10,6 10,0 11,8 12,1 13,7

x 12,0 12,2 11,8 12,8 13,0 13,8

СУ,% 7,1 6,9 10,1 7,4 4,6 3,9

% 0,3 0,3 0,4 0,3 0,2 0,2

Метеорологические условия роста и развития растений ячменя в 20212022 гг. отличались как дефицитом влаги, так и превышением среднесуточных температур над многолетними показателями, и согласно классификации гидротермического коэффициента Селянинова, характеризовались как относительно сухие. В таких условиях очень часто возрастает вероятность получения высокобелкового зерна ячменя.

В то же время, значения ГТК межфазных периодов вегетационного развития культуры не одинаково влияют на синтез белков в зерне ячменя. Отмечается, что в засушливых условиях, при увеличении ГТК в периоды от кущения до колошения и от колошения до полного созревания, наблюдается снижение содержания белков в зерне.

Следует отметить, что в условиях 2021 года при недостаточной обеспеченности растений ячменя влагой, относительно комфортный гидротермический режим в период кущения и зернообразования на фоне азотного минерального питания 100 кг/га позволил сформировать зерно с относительно невысоким уровнем белка. Дополнительное внесение минерального азота в дозе 50 кг/га в среднем повысило признак белковости на 1,0%, определив его величину на уровне 12,8%.

Метеорологическая обстановка во время налива и созревания зерна в 2022 году характеризовалась превышением среднесуточных температур над многолетними значениями, в среднем на 3,2 0С и на 68,9 % недобором осадков. Такие погодные условия инициировали понижение показателя крупности и повышение белковости зерна сортов ячменя. Под влиянием дозы азота 100 кг/га, средний показатель содержания в зерне белков составлял 13,0%, при увеличении дозы азота до 150 кг/га, он поднялся до 13,8%.

Было установлено, что за три года испытания зерно сортов, полученное на фоне повышенной дозы азотного удобрения, в среднем характеризовалось более высоким содержанием белков (12,9%) в сравнении с зерном, полученным при внесении азота в дозе 100 кг/га (12,3%). Поэтому очень важно, особенно для пивоваренных ячменей с ограниченным уровнем белка в зерне, учитывать не только генотип сорта, но и режим минерального азотного питания.

Приведенные данные указывают на сортовые различия по степени накопления белков в зерне и по реакции их на дозы азотных удобрений.

Биохимический анализ зерна ячменей, выращенных на различных фонах азотного питания, определил более низкую степень белковости группы пивоваренных сортов относительно групп сортов универсального и кормового направления. (табл. 13). В варианте при внесении ^00 в фазу кущения, показатель белковости пивоваренных сортов интенсивного типа Московский 86, Надежный и Рафаэль находился в пределах 10,8-11,7% и не

Таблица 13 - Изменчивость содержания белка в зерне сортов ярового ячменя, 2020-2022 гг.

Сорт Направление использования Содержание белка, % ОАС* СУ, % БР**

N100 N150

X X

Московский 86 пивоваренный 11,5±0,5 12,8±0,4 12,1 9,2 1,3

Надежный пивоваренный 11,7±0,5 12,1±0,6 11,9 7,7 1,2

Рафаэль пивоваренный 10,8±0,7 12,0±0,9 11,4 12,3 1,4

Среднее - 11,3±0,6 12,3±0,6 11,8 9,7 1,3

Эльф универсальный 12,7±0,1 13,3±0,2 12,9 3,5 1,1

нур универсальный 12,6±0,6 13,9±0,6 12,6 7,7 1,2

Владимир универсальный 12,3±0,6 13,2±0,5 12,8 7,7 1,2

Раушан универсальный 12,7±0,6 12,6±0,8 12,6 8,8 1,2

Среднее - 12,6±0,5 13,2±0,5 12,7 7,8 1,2

Прометей кормовой 12,7±0,2 13,3±0,2 13,0 3,7 1,1

Яромир кормовой 13,0±0,5 13,7±0,8 13,4 8,7 1,2

Златояр кормовой 13,0±0,7 13,3±0,3 13,1 4,5 1,1

Среднее - 12,9±0,5 13,4±0,4 13,2 5,6 1,1

Среднее по всем сортам - 12,3±0,2 12,9±0,2 12,6 7,4 1,2

СУ,% - 5,8 4,3 - - -

* ОАС - общая адаптивная способность по А.В Кильчевскому, Л.В.Хотылевой,1997

**

ББ -индекс фенотипической стабильности по А.А. Жученко,1980

превышал нормативные требования, предусмотренные национальным стандартом (12,0%). При внесении в указанный период азота в дозе ^00, содержание белков среднем по группе возросло на 1,0%, превысив у сортов Надежный и Московский 86 нормативный уровень на 0,1-0,8%. У сортов полуинтенсивного типа: Эльф, Нур, Владимир и Раушан, включенных в список пивоваренных и ценных по качеству (для крупяного использования), под влиянием дозы азота в 100 кг/га содержание протеинов варьировало в пределах 12,3-12,7%. За исключением более скороспелого сорта Раушан, в этой группе при повышенной дозе (^50) отмечена положительная динамика показателя.

Под влиянием внесенного минерального азота в дозе 100 кг/га среднее содержание сырого протеина в зерне кормовых сортов интенсивного типа Яромир и Златояр достигало 13,0%. Наиболее отзывчивым на дополнительное внесение азотного удобрения в этой группе оказался сорт Прометей, обеспечив прибавку на уровне 0,6%.

Проведенные расчеты выявили различия между изучаемыми сортами по параметрам адаптивной способности. На основании показателей общей адаптивной способности (ОАС), которые оценивали усредненный показатель белковости в различных условиях среды, можно утверждать, что наибольшей способностью обеспечивать максимальный уровень белка в зерне характеризовался кормовой сорт Яромир (13,4%), а наименьшей -пивоваренный сорт Рафаэль (11,4%).

Анализ коэффициентов вариации, определяющий уровень пластичности генотипов, свидетельствует о невысокой изменчивости показателя белковости. Варьирование признака в среднем составило 7,4 %, а по отдельным сортам - от 3,5 до 12,3%. Наименьшую вариабельность содержания белков в зерне в группе пивоваренных сортов показал сорт Надежный (СУ=7,7%). Сравнительно низкое колебание параметра в группах

универсального и кормового назначения, отмечено у сортов Эльф и Прометей (СУ=3,5-3,7%).

Для почвенно-климатических условий Центральных регионов Нечерноземной зоны стабильность биохимических показателей - важнейшее требование, предъявляемое к сортам ячменя. В наших исследованиях она оценена индексом фенотипической стабильности по соотношению максимального и минимального уровня показателя белковости.

Более низкие значения индекса (8Б=1,1-1,2) характеризовали повышенную способность кормовых и универсальных сортов сохранять относительное постоянство параметра, при изменении условий среды. Среднее значение индекса стабильности группы пивоваренных сортов находился на уровне 1,3, что определило их более низкую способность в реализации селекционно-генетического свойства по формированию белковых веществ в зерне. Такая особенность высокоинтенсивных пивоваренных сортов как Московский 86, Надежный и Рафаэль была отмечена и в других исследованиях.

По данным, полученным в изучаемые годы, сорта ярового ячменя пивоваренного направления использования формировали пригодное для пивоварения сырье. В благоприятный 2020 год на фонах ^00 и N^0 все сорта входили в норматив классического пивоварения. В засушливый 2021 год белок на фоне ^00 не превышал нормы ГОСТа на всех 3 сортах, а на фоне N^0 выделился сорт Рафаэль с 11,80%. В 2022 году из за агрометеорологических условий, на всех сорта наблюдался повышенный белок. По среднемноголетним данным сорта пивоваренного направления использования на фоне N^0 имели низкое содержания белка, на фоне N^0 выделился сорт Рафаэль (11,8%), сорта Московский 86, Надежный не проходили по нормативам ГОСТа для зерна пивоваренного ячменя (табл. 14).

Универсальные сорта хорошо отзывались на дозы азотного удобрения. По средне многолетним данным на фоне N100 наибольшее содержание белка

Таблица 14 - Содержание белка у сортов ячменя разного направления использования при разных дозах азотного удобрения, %

Сорта Год регистраци 2020 г. 2021 г. 2022 г. Среднее за года, N100 Среднее за года, N150

1 0 1 0 1 0 1 5 0 1 0 1 5 0

к и) и)

Пивоваренные

Московский 86 2011 11,90 11,90 10,20 13,00 12,40 13,40 11,50 12,77

Надежный 2017 10,80 10,90 11,70 12,60 12,60 12,90 11,70 12,13

Рафаэль 2022 10,20 10,60 10,00 11,80 12,10 12,90 10,77 11,77

Среднее 10,97 11,13 10,63 12,47 12,37 13,07 11,32 12,22

Универсальные

Эльф 1997 12,40 12,90 12,60 13,60 12,70 13,30 12,57 13,27

Нур 1998 12,30 12,40 11,60 11,90 13,80 13,90 12,57 12,73

Раушан 2002 12,60 12,70 11,70 11,10 13,80 13,90 12,70 12,57

Владимир 2007 12,20 12,30 11,20 13,20 13,20 14,20 12,20 13,23

Среднее 12,38 12,58 11,78 12,45 13,38 13,83 12,51 12,95

Кормовые

Прометей 2009 12,40 12,90 13,10 13,50 12,60 13,60 12,70 13,33

Яромир 2013 12,00 12,10 13,80 14,20 13,10 14,90 12,97 13,73

Златояр 2020 13,00 13,10 12,20 13,00 13,40 13,90 12,87 13,33

Среднее 12,47 12,70 13,03 13,57 13,03 14,13 12,84 13,47

имел сорт Раушан 12,70%, при этом на фоне N^0 содержание белка у него понижалось до 12,57%. Наиболее отзывчивым сортом на азотное питание стал сорт Владимир (на фоне ^00 12,20% и N^0 13,23%). Стоит отметить, что в 2021 год на фоне ^00 сорта Нур, Раушан, Владимир и на фоне N^0 Нур, Раушан формировали низкобелковый урожай, пригодный для пивоварения.

Кормовые сорта формировали высокобелковый урожай во все изучаемые годы. Наилучшую отзывчивость на азотное удобрение показал сорт Яромир в 2021-2022 гг., на фоне N^0 сформировал 14,20% и 14,90% белка.

Сравнивая сорта по белковому показателю наблюдается тенденция в направленной селекционной работе. Современные пивоваренные сорта дают низкобелковый урожай на фоне N^0 - 11,32%, при это на высоких дозах азотного удобрения не сильно превышают белковые стандарты классического пивоварения (при N^0 - 12,22%). Группа универсальных сортов дают средние значения содержания белка на двух фонах (Ы"100 -12,51% и N^0 _12,95%), что свидетельствует о разной направленности их использования. Группа кормовых сортов имеет повышенный белок на двух фонах (^00 1-2,84% и N^0 -13,47%), что свидетельствует о целенаправленной селекционной работе на повышение белка и отзывчивости на удобрения.

3.3 Влияние метеорологических условия и доз азотного питания на технологические показатели качества сортов ярового ячменя разного

направления использования.

Известно, что к одним из наиболее важных показателей

технологических качеств зерна ячменя, наряду с массовой долей белка в зерне, относятся содержание экстрактивных веществ, жизнеспособность, крупность и натура зерна. Имеющими принципиальное значение для пивоваренного ячменя, являются также параметры энергии прорастания,

выравненности и стекловидности зерна, от которых в большой степени зависит качество солода.

Для целесообразного использования генетического потенциала изучаемых сортов очень важен анализ вкладов тех или иных факторов в формировании зерна по необходимым технологическим показателям [32].

Изучение фиксированных (удобрение, сорт) и случайного (погодные условия в период вегетации) факторов и их взаимодействие в формировании основных технологических показателей качества показало, что наибольшее воздействие на их формирование оказывали погодные условия. Влияние фактора «год» в общей совокупности изучаемых факторов, находилось в пределах от 8,89 до 83,64%. Далее по значимости следует фактор «сорт», который в среднем за три года обеспечивал 2,18-33,21% изменения показателей качества зерна. Доля вклада агрофона довольно незначительна и составляла 0,03-4,4%. В меньшей степени условиями минерального питания определялась выравненность, пленчатость и натура зерна ячменя. Во взаимодействие факторов «сорт-агрофон» и «сорт-год» в большей степени вносили вклад показатели прорастаемости (7,41-23,35%), выравненности (2,10-17,69%), стекловидности (1,69-10,98%) и экстрактивности зерна (1,609,98%) (табл. 15).

Важнейший показатель пригодности ячменя для пивоварения -экстрактивность ячменного зерна, или количество сухих веществ, выраженных в процентах, способных при определенных условиях перейти под действием ферментов солода в раствор (Е.В. Калмыкова и др., 2014). Согласно ГОСТ 5060-86 лучшие пивоваренные сорта должны обеспечивать выход экстракта не менее 75-78%. Однако, для современных пивоваров более ценны сорта с экстрактивностью более 80% [80].

Имеются сведения о существенном воздействии фактора «условия года» на признак экстрактивности сортов ячменя. По данным исследователей вклад условий года в формирование экстрактивности отмечался в пределах

от 36,3% до 81,3%. Доля влияния сортовых особенностей и азотных удобрений регистрировалась, как менее важная и соответственно составляла 0,2- 13,4%; 0,6-4, 9% [11,16,34].

Таблица 15 - Вклад факторов в формирование технологических качеств зерна различных сортов ярового ячменя, 2020-2022 гг.

Показатель Сорт (А) Агро -фон (В) Год (С) АхВ АхС ВхС АхВхС Остаток

Экстрактивность 28,48* 3,63* 50,16* 1,60* 9,98* 2,53* 2,83* 0,79

Натура 30,00* 0,32* 63,85* 0,12 5,12* 0,12* 0,34* 0,13

Крупность 17,78* 0,29 30,24* 1,31 16,74* 0,51 8,16 24,84

Выравненность 15,41* 0,03 57,88* 2,10* 17,69* 2,08* 4,17* 0,64

Пленчатость 34,16* 0,44 33,71* 3,03 18,00* 0,13* 4,67* 5,86

Стекловидность 33,21* 1,44* 44,52* 1,69* 10,98* 1,02* 6,30* 0,82

Способность прорастания 24,40* 4,94* 8,89* 7,41* 23,35* 9,28* 20,15* 1,58

Варианса достоверна при 95% уровне значимости: *-<0,05

В наших исследованиях содержание экстрактивных веществ в зерне на 50,16% было обусловлено гидротермическими условиями вегетационного периода, на 28,48 % определялось генотипом, а также достоверно зависело от фона азотных удобрений и взаимодействия всех факторов.

Известно, что при дефиците влаги и внесении повышенных доз азотных удобрений наблюдается снижение показателей экстрактивности ячменя, тогда как при избытке влаги и более низких дозах азота они как правило, выше [62, 136].

Метеорологические условия в период вегетации ячменя в 2020 году, характеризовавшиеся избыточным увлажнением, обеспечивали в целом на

96

фонах азотного питания формирование зерна с довольно высокими средними значениями экстрактивности (80,6-80,7%). Отличающиеся дефицитом влаги и повышенным температурным режимом условия роста и развития растений ячменя в 2021-2022 гг. приводили к понижению доли экстрактивных веществ в зерне.

В 2021 году средние значения показателя на разных фонах азотного питания зафиксированы на уровне 77,3-78,4%. Относительно благоприятная обстановка влагообеспеченности после колошения в 2022 году, активировавшая более интенсивный синтез основных углеводных фракций в зерновке ячменя, способствовала увеличению количества экстрактивных веществ до 79,1-80,0% [19].

Результаты полевых опытов, проведенных в контрастных гидротермических условиях эксперимента (2020-2022 гг.), показали, что на фоне азотного питания ^00 средние значения экстрактивности сортов отмечались на уровне 79,6%. При дополнительном внесении азота они снизились до 79,0%. Таким образом, в засушливых условиях на фоне внесенного минерального азота в дозе 100 кг/га показатели уменьшились на 0,6-2,2%, а при повышенной дозе - на 1,6-3,4% (табл.16).

Эффективное применение вносимых азотных удобрений и использование сортов, способных рационально потреблять минеральный азот для формирования урожая высокого качества - важнейший резерв увеличения производства продуктов питания и решения проблем избыточного антропогенного влияния на окружающую среду [5].

В этой связи наибольшую ценность для селекции и производства представляют сорта, стабильно сохраняющие высокое качество зерна в различных погодных и агротехнических условиях [68,52].

Накопление экстрактивных веществ в зерне ячменя в среднем по опыту отмечено на уровне 79,1%. Исследования выявили заметные различия по концентрации экстрактивных веществ в зерновках сортов различного

направления использования. Показано, что средняя величина показателя экстрактивности группы пивоваренных сортов составила 79,9%, а групп сортов универсального и кормового направления, соответственно 78,6-78,9%.

Таблица 16 - Влияние метеорологических условий и уровня азотного питания на показатель экстрактивности зерна сортов ярового ячменя, %

Сорта Направление использования 2020 г. 2021 г. 2022 г.

N100 N150 N100 N150 N100 N150

Московский 86 пивоваренный 81,6 81,3 78,5 77,5 80,5 79,5

Надежный пивоваренный 82,3 81,7 81,3 78,6 81,0 80,1

Рафаэль пивоваренный 81,9 82,7 79,6 78,3 81,5 80,1

Эльф универсальный 80,2 80,7 79,0 77,2 80,3 79,5

Нур универсальный 79,2 79,7 77,1 77,0 79,5 79,0

Владимир универсальный 80,7 79,4 77,3 77,8 78,2 77,4

Раушан универсальный 80,6 80,5 78,2 77,7 79,5 78,7

Прометей кормовой 80,3 81,2 76,9 75,8 80,7 79,0

Яромир кормовой 79,4 80,7 78,3 77,6 80,4 80,2

Златояр кормовой 79,3 79,4 77,5 75,8 78,8 77,7

к 80,6 80,7 78,4 77,3 80,0 79,1

СУь% 1,37 1,31 1,71 1,21 1,28 1,20

В благоприятных условиях 2020 года у пивоваренных сортов выявлен более высокий потенциал признака экстрактивности. У сорта Надежный на фоне азотного питания ^00 показатель находился на уровне 82,3%, а на варианте ^50 у сорта Рафаэль он достигал величины 82,7%. В неблагополучном по гидротермическому режиму 2021 году при внесении азота в дозе 150 кг/га, наименьшее значение показателя отмечено в зерне

кормовых сортов Прометей и Златояр, наибольшее - у пивоваренных сортов Надежный и Рафаэль.

В связи с глобальными климатическими изменениями для пивоваренных целей особую ценность представляют сорта, имеющие не только высокие, но и стабильно максимальные величины этого признака.

При оценке адаптивности сортов ячменя по признаку экстрактивности способность формировать урожайность высокого качества и положительно отзываться на оптимизацию технологий возделывания в наших исследованиях характеризовали коэффициенты вариации (Су:, %) и линейной регрессии (Ь:) (табл. 17).

Таблица 17 - Параметры адаптивности сортов ячменя по признаку экстрактивности сортов ячменя, 2020-2022 г.

Сорта X У2 шт У1 шах СУ1, % Ь: Бё2 Нош:

Московский 86 79,5 77,5 81,6 2,02 1,56 0,66 951,56

Надежный 80,1 78,6 81,7 1,63 1,18 1,24 1568,94

Рафаэль 80,1 78,3 82,7 2,03 1,59 2,97 889,14

Эльф 79,5 77,2 80,7 1,60 1,28 0,42 1421,88

Нур 79,0 77,0 79,7 1,56 1,20 1,49 1833,72

Владимир 77,4 77,3 80,7 1,70 1,08 2,46 1324,80

Раушан 78,7 77,7 80,6 1,52 1,24 0,41 1779,80

Прометей 79,0 75,8 81,2 2,78 1,97 0,80 527,74

Яромир 80,0 77,6 80,7 1,54 1,15 0,75 1692,22

Златояр 77,7 75,8 79,4 1,76 1,37 2,66 1224,02

я 79,1 77,3 80,9 1,81 1,36 1,39 1321,39

СУь% 1,14 1,19 1,13 21,30 19,98 66,43 32,35

На основании полученных данных установлена более высокая способность отвечать на улучшение условий выращивания повышением уровня экстрактивности у пивоваренных сортов Московский 86 и Рафаэль (Cvi =2,02-2,03%; b¿=1,56.. .1,59) и кормового сорта Прометей (Cvi= 2,780; bi=2,78). Устойчивость проявления признака в различных условиях выращивания определена по показателю стабильности (Sdi). Наименьшие значения показателей, указывающих на формирование независимо от складывающихся экологических лимитов устойчивого уровня экстрактивности, выявлены у сортов Московский 86, Эльф, Раушан,

л

Прометей и Яромир (Sdi =0,41-0,80). Особенность проявлять положительную реакцию на улучшение условий и слабо реагировать на их ухудшение, определена критерием гомеостатичности. По степени гомеостатичности, превысив среднесортовое значение показателя на 16,89%, выделилась группа сортов универсального направления, пригодных для пивоваренных и крупяных целей. В группе пивоваренных сортов высокая гомеостатичнось, характеризующая устойчивость признака в изменяющихся условиях, отмечена у сорта Надежный (Homi=1568,94), в группе кормовых - у сорта Яромир (Homi=1692,22).

В условиях опыта, при испытании сортов на различных фонах азотного питания, наилучшими по уровню адаптивности показателя экстрактивности были пивоваренные сорта Надежный и Рафаэль, кормовые сорта Яромир и Прометей и универсальные сорта Эльф и Раушан (табл. 18).

Сравнивая сорта различного назначения использования, следует отметить высокую экстрактивность всех сортов. Среднемноголетние данные в группе сортов пивоваренного направления использования на фоне N100 80,91%, при повышении доз азотных удобрений N150 падает до 79,98%. Универсальный и кормовые сорта обладают меньшей экстрактивностью на фоне N100 79,15% - 79,07% и наблюдается такая же тенденция при повышении азотных удобрений понижается экстрактивность.

направления использования при разных уровнях азотного питания, %

Сорта Год регистрации 2020г. 2021г. 2022г. Среднее за 3 года, N100 Среднее за 3 года, N150

N100 N150 N100 N150 N100 N150

Пивоваренные

Московский 86 2011 81,60 81,30 78,50 77,50 80,50 79,50 80,20 79,43

Надежный 2017 82,30 81,70 81,30 78,60 81,00 80,10 81,53 80,13

Рафаэль 2022 81,90 82,70 79,60 78,30 81,50 80,10 81,00 80,37

Среднее в группе 81,93 81,90 79,80 78,13 81,00 79,90 80,91 79,98

Универсальные

Эльф 1997 80,20 80,70 79,00 77,20 80,30 79,50 79,83 79,13

Нур 1998 79,20 79,70 77,10 77,00 79,50 79,00 78,60 78,57

Раушан 2002 80,60 80,50 78,20 77,70 79,50 78,70 79,43 78,97

Владимир 2007 80,70 79,40 77,30 77,80 78,20 77,40 78,73 78,20

Среднее в группе 80,18 80,08 77,90 77,43 79,38 78,65 79,15 78,72

Кормовые

Прометей 2009 80,30 81,20 76,90 75,80 80,70 79,00 79,30 78,67

Яромир 2013 79,40 80,70 78,30 77,60 80,40 80,20 79,37 79,50

Златояр 2020 79,30 79,40 77,50 75,80 78,80 77,70 78,53 77,63

Среднее в группе 79,67 80,43 77,57 76,40 79,97 78,97 79,07 78,60

Прослеживается определенная зависимость при повышении белка в зерне уменьшается, количество экстрактивных веществ, что негативно влияет для производства пива.

Признаком высокого качества зерна ячменя является его крупность. В солодоращении, благодаря большему количеству питательных веществ, от показателя крупнозерности в большой мере зависит экстрактивность начального сусла. Крупное зерно равномернее замачивается, лучше растворяется в конце соложения, меньше греется при прорастании, что уменьшает потери на рост. Крупность (сход с сит 2,8 и 2,5 мм) должна составлять не менее 85% [44].

В исследованиях других авторов указывается на значительное влияние уровня влагообеспеченности на показатель крупности зерна. В меньшей степени отмечается зависимость показателя от режима азотного питания и сорта [142,143]. По данным Л.А. Булавна др. изменчивость показателя крупности на 42,7% определялась фактором «год», на 18,9% фактором «агрофон» и на 3,7% фактором «сорт» [31].

В наших опытах, проведенных на дерново-подзолистой среднесуглинистой окультуренной почве в условиях Московской области, выяснено, что крупность зерна ячменя на 30,24% зависела от условий выращивания. Более низкие, но существенные вклады в формирование показателя внесли сортовые особенности и взаимодействие факторов «год х сорт». Было установлено незначительное влияние фактора «агрофон» на формирование признака крупнозерности (0,29%), что по большому счету указывала на сходную реакцию генотипов на уровень азотного питания.

Метеорологические условия вегетационных периодов, сложившиеся в годы проведения исследований, способствовали формированию зерна с довольно высоким уровнем показателя крупности зерна (табл. 19). Среднесортовая величина признака «крупность зерна» изучаемых сортов была выше 85,0% и составляла 99,3%. Сопоставляя средние данные по годам,

Таблица 19 - Крупность зерна сортов ячменя разного направления использования при разных уровнях азотного питания, %

Сорта Год районирования 2020 г. 2021 г. 2022 г.

N100 N150 N100 N150 N100 N150

Московский 86 пивоваренный 99,5 99,6 98,0 98,3 100,0 99,9

Надежный пивоваренный 99,6 99,8 98,6 98,8 100,0 99,9

Рафаэль пивоваренный 99,9 99,9 98,8 99,0 100,0 100,0

Эльф универсальный 99,5 99,6 97,9 97,4 99,9 99,9

Нур универсальный 99,4 99,7 99,0 98,8 99,7 99,8

Владимир универсальный 99,7 99,7 99,2 98,9 99,6 99,5

Раушан универсальный 99,8 99,8 99,4 99,3 99,7 99,6

Прометей кормовой 99,8 99,7 99,5 99,5 100,0 100,0

Яромир кормовой 99,7 99,6 96,6 97,6 99,7 99,5

Златояр кормовой 99,7 99,6 98,0 98,4 100,0 99,5

X 99,7 99,6 98,5 98,6 99,9 99,7

а 0,16 0,23 0,89 0,65 0,17 0,30

можно говорить о том, что более крупное зерно сформировано на варианте Кш в 2022 году (99,9%), а менее крупное - на вариантах опыта 2021 года (98,5-98,6%).

Важно также отметить, что уровень азотного питания практически не оказывал влияния на параметр крупнозерности зерна ячменя. На варианте минерального азотного питания К150 в 2020 и 2022 гг. наблюдалось лишь снижение на 0,1-0,2%, а в 2021 г. на 0,1% - повышение показателя.

Выявлены сортовые различия по отзывчивости на применение азотного удобрения в дозе 150 кг/га действующего вещества. Согласно полученным экспериментальным данным, на фоне с повышенной обеспеченностью почв

азотом более крупное зерно получено у сортов Надежный и Нур, в 2021 году - у сортов Надежный, Яромир и Златояр, в 2022 году - у сорта Нур. Наиболее отзывчивыми среди них оказались сорта Надежный и Яромир, за три года превысившие показатель качества на 0,1-0,3%.

Сравнительная оценка показателей адаптивности признака крупнозерности показала, что воздействие изучаемых факторов в годы изучения, как нивелировали сортовые различия, так и приводили их к дифференциации. В среднем за период исследований, крупность зерна у сортов Надежный, Рафаэль, Нур, Владимир составляла 99,4%. В тоже время у сортов Раушан, Прометей и Яромир она на 0,2-0,4% была выше, а у сортов Московский 86, Эльф и Златояр - на 0,3-0,4% ниже (табл. 20).

Таблица 20 - Параметры адаптивности сортов ячменя по признаку крупности зерна сортов ячменя, 2020-2022 г.

Сорта X У2 шт У1 шах У2 шт -У1 шах а

Московский 86 99,1 98,0 100,0 -2,0 0,78 1,02

Надежный 99,4 98,6 100,0 -1,4 0,60 1,01

Рафаэль 99,4 98,8 100,0 -1,2 0,57 1,01

Эльф 99,0 97,3 99,9 -2,6 1,09 1,03

Нур 99,4 98,8 99,8 -1,0 0,41 1,01

Владимир 99,4 98,9 99,7 -0,8 0,32 1,01

Раушан 99,6 99,2 99,8 -0,6 0,21 1,01

Прометей 99,8 99,5 100,0 -0,5 0,22 1,01

Яромир 98,7 97,6 99,7 -2,1 1,33 1,02

Златояр 99,2 98,4 100,0 -1,6 0,80 1,02

X 99,3 98,5 99,9 -1,4 0,6 1,02

а 0,31 0,71 0,13 0,69 0,37 0,01

Анализ минимального значения крупнозерности указывает на то, что среднесортовая величина показателя у групп сортов различного направления использования была одинаковой и находилась на уровне 98,5%. По максимальному значению признака (100,0%) выделилась группа пивоваренного ячменя (табл. 21).

Способность сорта стабильно отзываться на улучшение условий выращивания повышением крупности зерна, характеризует среднеквадратичное отклонение показателя (а) и коэффициент фенотипической стабильности (КБ). Полученные данные позволили выделить современные пивоваренные сорта Надежный и Рафаэль, у которых высокая отзывчивость сочеталась со стабильностью показателя (а=0,57-0,78; 8Б=1,01). Наиболее адаптированными по рейтингу шести показателей оказались пивоваренные сорта Надежный и Рафаэль, универсальные сорта Владимир и Раушан и кормовой сорт Прометей.

Анализ крупнозерности сортов по группам показал, что сорта пивоваренного направления использования увеличивали свой показатель при повышении доз азотного удобрения (при ^00 99,38%, при N^0 99,47%). Универсальные сорта не меняли крупность зерна в зависимости от доз азотных удобрений, имея ее в пределах 99,3-99,40%. Сорта кормового направления использования имели меньшие показатели, чем другие группы сортов (на фоне N100 99,22%, при N150 - 99,27%) (табл. 22).

Таблица 21 - Крупность зерна сортов ячменя разного направления использования, сход с сита 2х2,5 мм, %

Сорта Год регистрации 2020г. 2021г. 2022г. Среднее за 3 года N100 Среднее за 3 года N150

N100 N150 N100 N150 N100 N150

Пивоваренные

Московский 86 2011 99,50 99,60 98,00 98,30 100,00 99,90 99,17 99,27

Надежный 2017 99,60 99,80 98,60 98,80 100,00 99,90 99,40 99,50

Рафаэль 2022 99,90 99,90 98,80 99,00 100,00 100,00 99,57 99,63

Среднее в группе 99,67 99,77 98,47 98,70 100,00 99,93 99,38 99,47

Универсальные

Эльф 1997 99,50 99,60 97,90 97,40 99,90 99,90 99,10 98,97

Нур 1998 99,40 99,70 99,00 98,80 99,70 99,80 99,37 99,43

Раушан 2002 99,80 99,80 99,40 99,30 99,70 99,60 99,63 99,57

Владимир 2007 99,70 99,70 99,20 98,90 99,60 99,50 99,50 99,37

Среднее в группе 99,60 99,70 98,88 98,60 99,73 99,70 99,40 99,33

Кормовые

Прометей 2009 99,80 99,70 99,50 99,50 100,00 100,00 99,77 99,73

Яромир 2013 99,70 99,60 96,60 97,60 99,70 99,50 98,67 98,90

Златояр 2020 99,70 99,60 98,00 98,40 100,00 99,50 99,23 99,17

Среднее в группе 99,73 99,63 98,03 98,50 99,90 99,67 99,22 99,27

Таблица 22 - Выравненность зерна сортов ячменя разного направления использования при разных уровнях азотного питания, %

Сорта Направление использования 2020 г. 2021 г. 2022 г.

N100 N150 N100 N150 N100 N150

Московский 86 пивоваренный 96,7 96,1 89,7 92,5 96,0 93,7

Надежный пивоваренный 98,5 97,4 91,3 92,9 97,0 96,4

Рафаэль пивоваренный 92,7 99,3 92,3 94,3 98,3 96,0

Эльф универсальный 96,2 96,7 92,1 92,4 96,0 95,1

Нур универсальный 97,8 97,8 91,2 93,0 93,9 92,2

Владимир универсальный 98,1 97,5 93,0 91,4 94,0 93,5

Раушан универсальный 98,0 97,7 93,4 92,4 95,1 92,0

Прометей кормовой 99,0 98,5 93,0 93,7 98,0 96,6

Яромир кормовой 97,7 96,3 83,7 85,8 92,9 92,0

Златояр кормовой 97,5 97,8 86,4 88,2 96,0 96,0

X 97,2 97,5 90,6 91,7 95,7 94,4

СУь% 1,78 0,97 3,19 2,64 1,77 1,89

С целью получения качественного солода, а также при переработке зерна на крупу, требуется не только крупное, но и выравненное по размеру зерно ячменя. При использовании ячменя на пивоваренные цели высокая выравненность зерна обеспечивает одновременность его набухания при замачивании и дружное прорастание, на крупяные цели - уменьшает производственные потери и улучшает качество производимого продукта.

По мнению Т.В. Горпинченко (2008) и Н.М. Личко и др. (2006) [68,70] лучшие результаты получают при показателе выравненности зерна не менее 85%. Выравненность зерна зависит от ряда факторов: погодно-климатических условий, агротехнических мероприятий, сортовых особенностей [27,51,82, 106].

При анализе доли вклада изучаемых факторов и взаимодействия между ними в фенотипическую изменчивость популяции нами установлено доминирующее влияние погодных условий на формирование признака качества «выравненность зерна» (57,88%). Показатели выравненности изучаемых сортов в меньшей степени зависели от сортовых особенностей (15,41%) и взаимодействия факторов «год х сорт» (17,69%). Роль фактора «агрофон» как отдельного фактора была невелика и составляла 2,10 %. В то же время существенное взаимодействие факторов «сорт х агрофон» и «сорт х агрофон х год», находящиеся на уровне 2,10- 4,17% определили возможность повышения показателя за счет использования высокоадаптивных сортов и оптимизации азотного питания.

В зависимости от технологии выращивания и гидротермических условий у сортов ячменя в исследованиях других авторов очень часто отмечалась некоторая направленность на повышение или понижение показателя выравненности зерна ячменя [20,27,106].

Согласно результатам наших опытов у селекционных форм различного направления использования отчетливо прослеживалось влияние погодных условий и минерального азотного питания на уровень рассматриваемого признака.

Изучаемые сорта характеризовались высокой выравненностью зерна. Средняя величина показателя на вариантах опыта в 2020 г. составляла 97,297,5%, в 2021 г. - 90,6-91,7%, в 2022 г. - 95,7-94,4%. В благоприятном по метеорологическим условиям 2020 году минеральное удобрение в дозе N^0 обеспечило незначительное, в среднем на уровне 0,3%, повышение параметра. На умеренном фоне азотного питания наибольшее среднее значение показателя выравненности зерна отмечено у группы кормовых сортов (98,1%), наименьшее - у группы пивоваренных сортов (96,0%). С повышением дозы азотного удобрения, у сортов Рафаэль, Эльф, Златояр наблюдалось на 0,3-6,6% повышение, а у сортов Московский 86, Надежный,

Владимир, Раушан, Прометей, Яромир - на 0,3-1,4 % понижение показателя. При умеренно засушливом гидротермическом режиме вегетационного периода 2021 года, на фоне внесения 150 кг азота обозначилось направление на повышение выравненности зерна, при идентичной влагообеспеченности растений ячменя в 2022 году, наоборот, проявилась тенденция к ее снижению. Таким образом, в условиях 2021 года группы пивоваренного и кормового ячменя при среднесортовых значениях 91,1% и 87,7% смогли улучшить показатель (на 1,5-2,1%). Группы пивоваренных, универсальных и кормовых сортов, у которых средняя величина однородности зерна по крупности в 2022 году составляла 94,8%, 95,6% и 97,1%, соответственно на 1,7%, 1,6% и 0,7% ухудшили показатель. В среднем за период испытания максимальной выравненностью зерна отличались пивоваренные сорта (95,1%), а минимальной - сорта универсального использования (93,2%).

Средний уровень показателя, как правило, является основой адаптации сорта и характеризует способность генотипа обеспечивать максимальный уровень проявления признака по всей совокупности сред. Средняя величина выравненности зерна сортов в наших исследованиях варьировала от 92,0 до 96,5 %. Независимо от условий выращивания более выровненное зерно в среднем по опыту имели пивоваренные сорта Надежный и Рафаэль (95,595,6%), а также кормовые сорта Прометей и Златояр (96,0-96,5%). Анализ минимального значения параметра указывает на то, что у кормовых сортов оно на 3,4-4,4% ниже, чем у пивоваренных и крупяных сортов. По потенциалу признака сорт Рафаэль на 0,3-2,6% превосходил другие сорта. В то же время изучаемые сорта по-разному реализовывали свой потенциал признака. Так, частное от деления среднего значения показателя к максимальной величине, выраженное в процентах, выявило лучшую реализацию потенциала показателя у сорта Эльф относительно других сортов (табл. 23).

Таблица 23 - Параметры адаптивности сортов ячменя по признаку выравненности зерна сортов ячменя, 2020-2022г г.

Сорта X У2 шт У1 шах У2 шт 4- VI гаах 2 У1 тах СУ1 Б^2

Московский 86 94,1 89,7 96,7 93,2 92,8 2,87 8,76

Надежный 95,6 91,3 98,5 94,9 92,7 2,96 9,86

Рафаэль 95,5 92,3 99,3 95,8 93,0 3,04 4,25

Эльф 94,8 92,1 96,7 94,4 95,2 2,12 4,56

Нур 94,3 91,2 97,8 94,5 93,2 3,01 7,91

Владимир 94,6 93,0 98,1 95,6 94,8 2,80 7,75

Раушан 94,8 92,0 98,0 95,0 93,9 2,69 5,99

Прометей 96,5 93,0 99,0 96,0 93,9 2,65 8,33

Яромир 92,0 83,7 97,7 90,7 85,7 5,60 39,07

Златояр 96,0 86,4 97,8 92,1 88,3 4,88 29,46

X 94,8 90,5 98,0 94,2 92,4 3,26 12,55

а 1,25 3,07 0,85 1,72 3,00 1,09 1,72

Параметры пластичности (коэффициент вариации Су1) и стабильности

л

(среднее квадратичное отклонение от линии регрессии ) дали дополнительную возможность определить ценность сорта для целей производства. По данным статистического анализа наиболее подходящими для пивоваренных и, особенно для крупяных целей, являются сорта Рафаэль, Владимир и Раушан, у которых положительная реакция на улучшение условий выращивания характеризовалась относительно высоким уровнем стабильности показателя выравненности зерна (Су1= 2,69-3,04; 4,257,25).

Высокие значения компенсаторной способности сортов Рафаэль,

Раушан и Владимир (95,0-95,8%), характеризующие среднее значение

110

признака в контрастных условиях, подтверждают их высокую устойчивость к факторам среды.

Выравненность зерна сортов разного направления использования сильно варьировала по годам. По средним значениям в группе пивоваренных сортов за 2020-2021 год наблюдалась хорошая отзывчивость на дозы азотного удобрения и увеличение показателя выравненности. Среди универсальных сортов в группе наблюдается обратная реакция на повышение дозы азотного удобрения, наблюдается снижение выравненности. У кормовых сортов в засушливые 2021-2022гг. средние значение в группе на фоне N^0 выше, чем на ^00. По среднем многолетним данным в группах современных пивоваренных и кормовых сортов повышенный фон азотного питания благоприятно влияет на показатель выравненности, тогда как у универсальных вызывает отрицательный эффект (табл.24).

Немаловажным показателем технологических достоинств зерна ячменя является его натура - масса 1 литра семян, рассчитанная в граммах. Национальным стандартом ГОСТ 28682-90 для продовольственного ячменя предусматривается величина натуры не ниже 630 г/л.

Условия вегетационного периода являются определяющим источником изменчивости натурной массы зерна ячменя. Результаты исследований, представленные А.А Завалиным и др. (2011) указывают на значительное (до 83,5%) долевое участие основных климатических факторов - температуры воздуха и осадков на изучаемый показатель качества ячменя. Указано, что под влиянием гидротермических условий показатель может изменяться в пределах 642-733 г/л и быть одинаково высоким, как для пивоваренных, так и для кормовых сортов ячменя [50,67,106].

В литературных источниках при этом отмечается неравнозначная реакция сортов на воздействие таких факторов как погодные условия в

Таблица 24 - Выравненность зерна сортов ячменя разного направления использования, %

Сорта Г о р е г 2020г. 2021г. 2022г. о д ед о д ед

о т р 1 1 1 1 1 1 N О) 1е 0з <—5 Л} 0 Ц N О) 1е 5 за 0 Ц

С и и 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Пивоваренные

Московский 86 2011 96,70 96,10 89,70 92,50 96,00 93,70 94,13 94,10

Надежный 2017 98,50 97,40 91,30 92,90 97,00 96,40 95,60 95,57

Рафаэль 2022 92,70 99,30 92,30 94,30 98,30 96,00 94,43 96,53

Среднее 95,97 97,60 91,10 93,23 97,10 95,37 94,72 95,40

Универсальные

Эльф 1997 96,20 96,70 92,10 92,40 96,00 95,10 94,77 94,73

Нур 1998 97,80 97,80 91,20 93,00 93,90 92,20 94,30 94,33

Раушан 2002 98,00 97,70 93,40 92,40 95,10 92,00 95,50 94,03

Владимир 2007 98,10 97,50 93,00 91,40 94,00 93,50 95,03 94,13

Среднее 97,53 97,43 92,43 92,30 94,75 93,20 94,90 94,31

Кормовые

Прометей 2009 99,00 98,50 93,00 93,70 98,00 96,60 96,67 96,27

Яромир 2013 97,70 96,30 83,70 85,80 92,90 92,00 91,43 91,37

Златояр 2020 97,50 97,80 86,40 88,20 96,00 96,00 93,30 94,00

Среднее 98,07 97,53 87,70 89,23 95,63 94,87 93,80 93,88

период роста и развития растений ячменя, дозы и сороки внесения минерального азота на показатель натуры ячменя. В опытах, проведенных J. Chen et al. (2006) [106] установлено, что подкормка растений ячменя азотом

на ранней стадии их развития улучшала натуру зерна, в то время как поздняя подкормки в фазе выхода в трубку ее ухудшала.

В работе Е.М. Титовой и М.А. Внуковой (2010) было зафиксировано максимальное значение показателя при повышенной дозе азота. С повышением доз азотных удобрений другие авторы регистрировали уменьшение показателей натуры изучаемых сортов, тенденция к снижению которых зависела от погодных условий в период вегетации и уборки ячменя [21,67,72].

По данным наших исследований, сорта по показателю «натура зерна» были в немалой степени подвержены воздействию факторов среды (табл.25). Вклад метеорологических условий в формирование натурной массы зерна районированных, в разные годы сортов, был существенный и составлял 63,85%. Влияние генотипа в общей совокупности изучаемых факторов определилось 30,0 %-ым уровнем, а суммарный эффект генотипа и генотип средовых взаимодействий составлял 35,12% фенотипической изменчивости натуры зерна. Факторы «агрофон», взаимодействие факторов «агрофон х год» и «сорт х агрофон х год» хотя в долевом выражении определяли всего 0,12-0,34% изменчивости признака, были статистически значимыми. Все это означает, что среди исследуемых в течение трех лет генотипов наблюдалось сортовое разнообразие, как по средней величине признака, так и по конкретным значениям в отдельные годы на вариантах опыта. В условиях дождливого лета 2020 года, при средней по опыту величине показателя, равной 683 г/л, на вариантах опыта натурная масса отмечена на уровне 689-693 г/л. Более низкие средние значения параметра в засушливом 2021 году (651-656 г/л) обусловлены недостаточной влагообеспеченностью всего вегетационного периода ячменя. В тоже время выпадение осадков в важнейшую стадию развития, «налив зерна ячменя» в 2022 году способствовало повышению показателя, зафиксировав его значение на фонах азотного питания на уровне 705-706 г/л.

Таблица 25 - Натура зерна сортов ячменя при разных дозах азотного удобрения, г/л

Сорта Направление использования 2020 г. 2021 г. 2022 г.

N100 N150 N100 N150 N100 N150

Московский 86 пивоваренный 690 695 648 660 716 710

Надежный пивоваренный 707 710 680 685 739 737

Рафаэль пивоваренный 682 683 636 644 704 699

Эльф универсальный 691 694 672 678 722 726

Нур универсальный 665 671 613 618 660 669

Владимир универсальный 700 700 664 660 696 698

Раушан универсальный 694 703 658 661 696 699

Прометей кормовой 675 682 649 652 697 697

Яромир кормовой 692 695 651 659 715 716

Златояр кормовой 693 694 642 643 707 706

X 689 693 651 656 705 706

СУЬ % 12,11 11,31 12,04 18,75 20,87 18,53

В среднем за три года изучения данные объемной массы зерна изучаемых сортов ячменя на пониженном фоне азотного питания, составляли 681 г/л, на повышенном - 691 г/л. Натура (натурный вес или насыпная плотность) пивоваренных сортов на вариантах опыта в среднем составляла 689 и 691 г/л, а сортов крупяного и кормового направления, соответственно 678 и 680 г/л; 681 и 683 г/л.

Доза азотного удобрения N^0 в 2020 году способствовала в среднем на 3-4 г/л повышению натуры зерна у сортов различного направления использования. Увеличение показателя в среднем на 3 г/л для пивоваренных

и кормовых сортов на этом фоне отмечено в 2021 году, а для пивоваренных и крупяных в среднем на 8 г/л - в 2022 году.

Экологические факторы, будучи ключевыми в определении изменчивости показателя объемной массы зерна, мотивируют целесообразность использования сортов с повышенным адаптационным потенциалом.

Индикатором хозяйственной ценности любого сорта по уровню показателя качества является параметр общей адаптивной способности (ОАС1), характеризующий среднее значение технологического показателя в различных условиях среды. В группу с максимальной величиной ОАС1 вошли сорта Надежный, Эльф и Яромир (649,3-681,0 г/л.). Сорт Рафаэль по общей адаптивной способности ощутимо уступал другим сортам. Среднее значения показателя у него на 18,3 г/л было меньше величины 667,6 г/л, являющейся разницей между средней популяционной и среднеквадратичным отклонением по сортам относительно средней (табл. 26).

Группа пивоваренных сортов характеризовалась при этом в среднем более высоким натурным весом (690 г/л) в сравнении с группой универсального (679,5 г/л) и кормового направления (681,4г/л). Сортоизучение выявило наибольшие средние значения признака и положительные эффекты отклонения от общей адаптивной способности (у1=13,7 и 26,7) у сортов Эльф и Надежный. Минимальные значения признака и отрицательные эффекты ОАС1 отмечены у сортов Рафаль и Нур (у1=-8,3 и -34,0).

Индивидуальная сортовая особенность реагировать и быть устойчивыми к неблагоприятным условиям среды определена вариансой

Таблица 26 - Параметры адаптивности сортов ячменя по признаку «натура зерна» сортов ячменя, 2020-2022 гг.

Сорта ОАС1 и+ у1 у1 Су1 а^хЕ^ а2САС1 (381) СЦГ1

Московский 86 686 2,7 3,96 8,62 725,15 3,92 305,7

Надежный 710 26,7 3,51 35,48 586,76 3,41 360,9

Рафаэль 675 -8,3 4,20 10,88 791,94 4,17 276,8

Эльф 697 13,7 3,20 79,53 485,12 3,16 385,8

Нур 649 -34,3 4,08 84,23 688,55 4,04 278,3

Владимир 686 2,7 2,76 76,10 344,82 2,71 423,5

Раушан 685 1,7 2,94 49,64 391,12 2,89 405,5

Прометей 675 -8,3 3,12 5,42 429,95 3,07 382,0

Яромир 688 4,7 4,00 5,66 597,55 3,55 342,4

Златояр 681 -2,3 4,47 36,46 911,75 4,43 254,0

x 683,3 0,05 3,62 39,20 595,27 3,54 341,5

а 15,76 15,74 0,56 31,88 185,10 0,58 61,76

специфической адаптивной способности (а САС1), которая является мерой стабильности изучаемых генотипов по показателю качества.

Анализируя значения показателей, можно утверждать, что возможность поддерживать определенный фенотип в различных условиях среды у сортов была разная. Самыми стабильными в наших исследованиях

л

оказались сорта Владимир, Раушан и Прометей (а САС1=344,82-429,95).

Аналогичная картина наблюдалась и при оценке параметров качества по

показателю относительной стабильности генотипа ^§1), наиболее

объективно характеризующего различие в нормах реакции генотипов на

колебания условий среды. Имея невысокие значения показателей

относительной стабильности ^§1= 2,71-3,07), выделенные нами по

стабильности сорта Владимир, Раушан и Прометей на протяжении

116

трехлетнего испытания показали слабую степень вариабельности признака объемной массы зерна (Су1=2,76-3,12%). У сортов Нур, Рафаэль и Златояр более высокая отзывчивость на условия выращивания сочеталась с низкой стабильностью натуры их зерна (Су1=4,08-4,47%; 4,04-4,43).

Для выявления стабильности генотипа иногда применяют вариансу взаимодействия генотипа и среды а2(О х Б)§1, наименьшая величина которой свидетельствует о незначительном влиянии на величину признака качества фактора «среда». При оценке взаимодействия конкретного генотипа с внешней средой в наших исследованиях у сортов Прометей, Яромир, Московский 86 и Рафаэль были отмечены более низкие значения вариансы

Л

(а (О х Б)§1=5,42-10,88). Однако по признаку «натура зерна» из указанных сортов только Прометей подтвердил свою стабильность. Это объяснятся несовпадением знаков эффектов генотипов и их взаимодействия, уменьшающих или увеличивающих вариансы стабильности генотипов.

Интегральным показателем, учитывающим уровень и стабильность технологического показателя, а также способность отзываться на улучшение условий выращивания является селекционная ценность генотипа СЦП. В группе пивоваренных ячменей по комплексному показателю адаптивности выделился сорт Надежный (СЦП.=360,93), - в группах крупяных и кормовых ячменей - сорта Прометей, Раушан и Владимир (СЦЛ.=382,04-423,52).

По среднемноголетним данным в группах прослеживается повышение натуры зерна при увеличении дозы азотного питания (табл. 27). Группа современных пивоваренных сортов отличается высокими и стабильными показателями натуры зерна (на фоне ^00 - 689 г/л, при N^0 - 691 г/л). В группе универсальных сортов среднемноголетний показатель самый низкий (на фоне ^00 - 678 г/л, N^0 - 681г/л. Современные кормовые сорта формировали натуру зерна на фоне ^00 680 г/л, на фоне N^0 - 683 г/л.

Наблюдается тенденция, что современные пивоваренные и кормовые сорта обладают более высокой и стабильной натурой зерна, чем старые

использования в зависимости от доз азотного удобрения, г/л

Сорта Год регистрации 2020г. 2021г. 2022г. Среднее за 3 года, N100 Среднее за 3 года, N150

N100 N150 N100 N150 N100 N150

Пивоваренные

Московский 86 2011 690 695 648 660 716 710 684,7 688,3

Надежный 2017 707 710 680 685 739 737 708,7 710,7

Рафаэль 2022 682 683 636 644 704 699 674,0 675,3

Среднее 693 696 655 663 720 71 689,1 691,4

Универсальные

Эльф 1997 691 694 672 678 722 726 695,0 699,3

Нур 1998 665 671 613 618 660 669 646,0 652,7

Раушан 2002 694 703 658 661 696 699 682,7 687,7

Владимир 2007 700 700 664 660 696 698 686,7 686,0

Среднее 688 692 652 654 694 698 677,5 681,4

Кормовые

Прометей 2009 675 682 649 652 697 697 673,7 677,0

Яромир 2013 692 695 651 659 715 716 686,0 690,0

Златояр 2020 693 694 642 643 707 706 680,7 681,0

Среднее 686 690 647 651 706 706 680,1 682,7

универсальные сорта и меньше реагируют на изменение в различные агрометеорологические условия и фонов азотного питания.

Определяющим жизненную силу сортов ячменя при получении солода, является один из важнейших технологических показателей - способность прорастания через 120 часов [156]. В зерне ячменя с высокими значениями этого показателя наблюдается наибольшая активность ферментов, отвечающих за качество солода. Способность к прорастанию обусловлена не только функциональной деятельностью ферментов, но и фитосанитарным состоянием зерна, и должна быть не менее 95%.

В литературных источниках отмечено заметное влияние природно-климатических факторов, главным образом дефицита влаги или избыточной влажности на жизненную активность зерна ячменя пивоваренного [34].

Корреляционным анализом также установлено, что в годы с благоприятным гидротермическим режимом в период вегетации имеется возможность по показателю прорастаемости получить зерно, отвечающее требованиям пивоваренной промышленности [49], а непригодное для солодоращения - в условиях избыточной влажности, особенно в период созревания [8].

В течение вегетационного периода, когда происходит интенсивное формирование биомассы растений, ячмень чувствителен не только к факторам термо- и влагообеспеченности, но и к условиям питания, от которых зависят показатели качества ячменя.