За последние 5 лет (2007-2011 гг.) площадь посева ярового ячменя в Среднем Поволжье составила в среднем за год 979,3 тыс. га с колебаниями от 1098,1 тыс. га в 2008 году до 778 тыс. в 2010 году, а урожайность за этот период находилась в пределах 6,1-40,4 ц с 1 га и самая низкая отмечена в засушливом 2010 году 6,1-11,7 ц с 1 га.
В Пензенской области с 2002 года наблюдалось увеличение посевных площадей под ячменем, его удельного веса в структуре посевных площадей до 16,9 % в 2010 году (табл. 4, рис. 3).
Динамика производства ячменя в хозяйствах Пензенской области характеризуется увеличением посевных площадей с 54,7 тыс. га в 2000 г. до 151,0 тыс. га в 2008 г. В 2010 г. произошло резкое сокращение площади под ячменем до 74,2 тыс. га. В 2011 году его выращивали на 96,3 тыс. га. В течение этих лет урожайность колебалась от минимальной 8,4 ц с 1 га в 2010 г. до наивысшей 23,2 ц с 1 га в 2011 г.
Рисунок 2 Посевные площади зерновых и зернобобовых культур в хозяйствах республик и областей Средневолжского региона по годам
Таблица 3 Валовой сбор зерна в хозяйствах Средневолжского региона и РФ по годам, млн. т
Валовой сбор зерна ячменя за последние 10 лет находился в пределах от 159,8 тыс. т (2002 г.) до 286,3 тыс. т (2008 г.), исключая 2010 г., когда общий сбор зерна составил всего лишь 22 тыс. т.
Особенности биологии. Род Hordeum L. включает один вид культурного ячменя (Hordeum sativum Lessen) и много видов дикого ячменя. Он обладает огромным разнообразием форм, приспособленных к произрастанию в различных почвенных и климатических условиях. Высокая приспособляемость этой культуры обусловила её широкое распространение.
Н.В. Дровальева (2005) отмечает, что ячмень характеризуется очень быстрыми темпами развития, он более продуктивно использует запасы зимне-весенней влаги и успевает сформировать зерно до наступления сухой и жаркой погоды второй половины лета.
Таблица 4 Структура посевных площадей зерновых культур в Пензенской области
Рисунок 3 Динамика производства ячменя в Пензенской области
По данным П.Н. Константинова (1936), И.Г. Строна (1998) и И.Ш. Фатыхова (2001) на рост и развитие ячменя существенное влияние оказывают метеорологические условия, которые влияют на урожайность и качество зерна.
Ячмень относится к растениям длинного дня. При коротком световом дне сильно затягивается его колошение. Это самая скороспелая культура, длительность вегетационного периода составляет 60-110 дней. Продуктивная кустистость выше, чем пшеницы и овса, питательные вещества из почвы усваивает лучше, чем пшеница, но хуже, чем овес.
Ячмень типичный самоопылитель, цветение и оплодотворение часто проходят до выколашивания. Внешние условия оказывают сильное влияние на характер цветения. В сухие и жаркие дни цветение наступает рано и заканчивается до полного выколашивания. В умеренно влажные и прохладные дни цветение ячменя наступает позже и заканчивается после полного выхода колосьев из влагалища листа. Повышенная влажность и высокая температура способствуют открытому цветению некоторых форм ячменя.
Требования к теплу. Яровой ячмень отличается небольшей требовательностью к температуре. Оптимальная температура для прорастания зерна составляет 15-20 °C.
Ячмень более устойчив к высоким температурам, чем пшеница и овес. При температуре воздуха 38-40 °C устьица листьев ячменя теряют способность закрываться через 25-30 ч, у яровой пшеницы через 10-17, у овса через 4-5 ч.
По данным Г.С. Посыпанова и др. (1997) для полного развития ячменя требуется сумма активных температур 1000-1500 °C для скороспелых сортов и 1800-2000 °C для позднеспелых.
Борисоник З.Б. (1974) отмечает, что для образования всходов сумма активных температур должна составлять около 100 °C. Поэтому продолжительность периода от посева до всходов зависит, прежде всего, от температуры почвы: чем она выше, тем быстрее появляются ростки на поверхности.
Наиболее благоприятна в первый период роста и развития ячменя температура плюс 10-15 °C. Высокая температура ускоряет развитие и сокращает продолжительность фазы кущения и формирования элементов продуктивности колоса. В период от всходов до колошения ячмень весьма благоприятно реагирует на повышение температуры воздуха до плюс 20-22 °C, а при созревании зерна до плюс 23-24 °C (Коданёв И. М., 1964).
Отмечено, что ячмень, особенно в периоды трубкования и налива зерна, сильнее страдает от губительного действия высокой температуры, чем от засухи (Наволоцкий В.Д., Ляшок А.К., 1984).
З.Б. Борисоник (1974) отмечает, что во время формирования и налива зерна ячмень благоприятно относится к пониженным температурам, которые способствуют удлинению периода накопления сухих веществ и повышению крупности зерна.
Ф.Х. Бахтеев (1955), З.Б. Борисоник (1974), И.И. Беляков (1990) указывают, что резкие колебания высокой температуры в сочетании с низкой влажностью воздуха, особенно в период налива зерна отрицательно сказываются на продуктивности растений.
Требования к влаге. Среди ранних яровых зерновых культур ячмень самая засухоустойчивая культура. Имея короткий вегетационный период, он наиболее продуктивно использует и экономно расходует запасы зимне-весенней влаги. Его коэффициент водопотребления составляет от 350 до 400.
Из-за слабого развития корневой системы весеннюю засуху ячмень переносит плохо, в результате этого он требует увлажнённой почвы в течение всего периода вегетации (Коданёв И. М., 1964).
А.А. Грязнов (1996), Э.Д. Неттевич (1981) отмечают, так как ячмень мезофит то для формирования хорошего урожая он должен быть бесперебойно обеспечен водой и питанием во все периоды.
По данным Ф.М. Куперман (1955) для прорастания ячменному зерну требуется 50 % влаги от своего веса.
Недостаточная влагообеспеченность в начале вегетации ячменя ведет к снижению густоты стояния, слабому укоренению растений, закладке небольшого количества члеников зачаточного колоса, в результате чего образуется колос с малым количеством колосков (Борисоник З.Б., 1974).
Многие ученые выделяют у ячменя два критических периода в потребности к обеспечению почвы влагой: кущение-начало трубкования и конец трубкования-колошение (Беляков И.И., 1964; Неттевич Э.Д. и др., 1981; Трофимовская А.Я., 1987; Шевелуха В.С., 1992; Сурин Н.А., Ляхова Н.Е., 1993).
Повышенная влажность и умеренная температура воздуха в фазе кущения способствуют лучшему формированию и росту вторичной (узловой) корневой системы и образованию большего количества побегов, благодаря чему в дальнейшем растения смогут полнее использовать почвенное плодородие и влагу, сформировать более высокий урожай.
Исследованиями А.Ю. Андиева, В.И. Лазарева (2004) установлено, что 26-32 % различий в урожае ячменя обусловлено колебаниями выпадающих осадков в период «кущение-выход в трубку».
В.Д. Наволоцкий, А.К. Ляшок (1984) считают, что с фазой цветения наступает еще один критический период водообеспеченности растений. Воздействие температурного стресса вызывает стерильность пыльцы, что приводит к череззернице.
Недостаток влаги в период созревания (молочная спелость ячменя) приводит к раннему усыханию вегетативных органов и нарушению оттока пластических веществ в зерновку, что приводит к неполноценному наливу зерна и появлению щуплых зерен (Лукьянова М.В. и др., 1990).
В.Ф. Дорофеев и др. (1985) отмечают, что в условиях Среднего Поволжья наблюдается неравномерное распределение осадков в течение вегетации, проявление засух.
З.Б. Борисоник (1974) установил, что в период от посева до выхода в трубку ячменем используется 25-40 % и от колошения до уборки 10-30 % общего расхода влаги из почвы.
Зона Среднего Поволжья характеризуется проявлением засух и неравномерным распределением осадков в течение вегетации растений. Засухи повторяются в среднем один раз в три года. Как отмечает Г.Т. Селянинов (1958) здесь могут проявляться все пять видов засух: весенняя, весенне-летняя, летне-осенняя, комбинированная, устойчивая.
Требования к почве. Ячмень хорошо приспосабливается к различным условиям выращивания, в то же время он отличается повышенной требовательностью к плодородию почвы. Сжатые сроки поглощения элементов минерального питания и относительно слабая усвояюшая способность корней обусловливают высокую требовательность его к почвенному плодородию.
Получение высоких урожаев ячменя возможно на плодородных почвах с глубоким пахотным горизонтом и с нейтральной реакцией среды (Архангельская А.Б., 1954; Беляков И.И., 1964; Трофимовская А.Я., 1972; Борисоник З.Б., 1974).
В сравнении с другими зерновыми культурами ячмень обладает слабой способностью усваивать питательные вещества из труднорастворимых соединений (Бахтеев Ф.Х., 1955).
И.И. Беляков (1964) отмечает, что в своих требованиях к почве ячмень приближается к пшенице. Для него более предпочтительны однородные по содержанию питательных веществ, влагоемкости и водопроницаемости почвы.
Требования к элементам питания. У ячменя в отличие от других зерновых культур, поглощение основных элементов питания происходит за короткий период.