Реферат: Характеристика дерново-подзолистых почв

Министерство сельского хозяйства РФ

ФГОУ ВПО «Тюменская государственная сельскохозяйственная академия»

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

По земледелию и ТППР

Выполнила: студентка 1 курса, группа 401-ЗС

Зубова Виктория Сергеевна.

Проверила: Шевелева Татьяна Леонидовна.

Тюмень 2010г.

Характеристика дерново-подзолистых почв

Дерново-подзолистые почвы являются самым южным подтипом в типе подзолистых почв по Классификации 1977 года. Они формируются в пограничной полосе с серыми лесными почвами в подзоне южной тайги и хвойно-широколиственных лесов (подтайга). В южной тайге широколиственные породы занимают подчиненное положение, а их видовой состав постепенно беднеет по мере продвижения к северу. В подтайге широколиственные и хвойные виды занимают сходные позиции в сообществе: и те, и другие достигают первого подъяруса древостоя, правда, в силу разных причин могут преобладать то хвойные, то лиственные виды деревьев. В травяном покрове лесов обеих зон основу составляют неморальные и бореальные виды трав (Заугольнова Л. Б., Морозова О. В., 2004). В Западной Сибири зональными типами южной тайги являются пихтовые и кедрово-елово-пихтовые зеленомошно-мелкотравяные, мелкотравно-осочковые, реже разнотравно-вейниковые сообщества. Производными лесами являются разнотравные осиновые, пихтово-осиновые, березово-осиновые леса (Лапшина Е. Д., 2003).

Сложная и пространственно неоднородная история формирования, а также современный облик ландшафта послужили причиной того, что дерново-подзолистые почвы очень вариабельны по характеру выраженности отдельных свойств и их сочетаний друг с другом, что в них одновременно наблюдаются свойства, казалось бы по своей сути несовместимые, например высокая гумусность или высокое значение рН с сильной степенью подзолистостью.

Это сильно осложняет изучение дерново-подзолистых почв, выявление в них характера современных процессов почвообразования и их связи с внешними условиями, служит причиной противоречивости имеющихся выводов. Одни исследователи считают оподзоленность остаточным признаком, в то время как другие полагают, что процессы дифференциации профиля (лессиваж, кислотный гидролиз) продолжаются и в настоящее время (Подзолистые почвы, 1980).

Для морфологической характеристики дерново-подзолистой почвы приведём описание разреза.

Разрез заложен в средней части пологого склона частного водораздела рек Незнайки и Ликовы, в 28 км к ЮЗ от г. Москвы по шоссе Москва-Киев, в 1,5 км к ЮЮВ от п. Мешково под залежным злаково-разнотравным лугом на покровном суглинке, подстилаемом сильно опесчаненной легкосуглинистой мореной с линзами песка.

0-24 см. Серо-палевый с мелкими охристыми и белесыми пятнами. Средний суглинок, структура плитчато-ореховатая, слабо уплотненный, сложение слоеватое. Копролитов немного. Встречаются мелкие черные марганцевые дробовины, примазки, охристые пятна, очень мелкие рыхлые стяжения железа. Граница слабоволнистая, переход резкий, хорошо выражена плужная подошва.

26-36 см, языки до 73 см. Белесый с мелкими светло-охристыми пятнами. Легкий суглинок, структура плитчатая многопорядковая, пористый, уплотненный. Верхние грани плиток отличаются от нижних чуть большей отбеленностью. В нижней части горизонта на нижних гранях агрегатов появляются тонкие коричневато-бурые кутаны, покрытые скелетанами. Встречаются железистые конкреции. Граница языковатая, переход ясный.

24-50 (55) см. Неоднородный: сильно осветленные морфоны – среднесуглинистые, палево-бурые – тяжелосуглинистые. Поверхности агрегатов серовато-палевые, иногда слегка сизоватые, окраска внутрипедной массы (ВПМ) варьирует от палево-белесой до палево-бурой. Структура призмовидно-плитчатая, уплотненный. Поверхности агрегатов покрыты очень тонкими прерывистыми серовато-светло-коричневыми, бурыми глинистыми кутанами, поверх которых иногда залегают палево-белесые пылеватые кутаны. Граница волнистая, переход заметный.

50(55)-80 см. Светло-палевый с мелкими пятнами марганцевых примазок. Тяжелый суглинок, структура призмовидно-ореховатая, хорошо выраженная, прочный, плотный. Глянцевые сизовато-палево-коричневые глинистые кутаны и светло-коричневые пылевато-глинистые матовые или слабоглянцевые кутаны по вертикальным граням структурных отдельностей и магистральным трещинам. На горизонтальных поверхностях агрегатов кутаны, как правило, очень тонкие, фрагментарные. Иногда поверх глинистых лежат белесые пылеватые кутаны. Железисто-марганцевые мягкие и твердые конкреции, редкие включения гравия. Граница волнистая, переход заметный.

80-100 см. Палевый с мелкими черными пятнами железисто-марганцевых мягких конкреций, тонкими сизовато-коричневыми прожилками кутан внутриагрегатных пор и тонких корневых ходов. Тяжелый суглинок, структура плитчато-крупнопризматическая, очень плотный. Поверхности крупных агрегатов и трещин очень неравномерно покрыты светло-коричнево-сизыми, грязно-сизыми глинистыми кутанами, под которыми лежит оглееный сизый слой внутрипедной массы. На поверхностях более мелких агрегатов развиты очень тонкие коричнево-палевые глинистые кутаны, поверх которых часто залегают палево-белесые пылеватые кутаны. Ярко выражено оглеение вокруг покрытых кутанами внутриагрегатных пор. Обильны мелкие марганцевые стяжения и конкреции. Граница волнистая, переход заметный.

110-150 (155) см. Палевый с редкими мелкими охристыми пятнами, черными марганцевыми примазками, сизоватыми прожилками. Пылеватый тяжелый суглинок, структура массивная призматически-глыбистая с элементами горизонтальной делимости, очень плотный. Стенки крупных магистральных трещин и корневых ходов покрыты мощными (0,5-2 м) красновато-коричневыми, сизо-коричневыми, сизо-темно-серыми глинистыми кутанами. Интенсивность оглеения кутан нарастает вниз по профилю. Граница волнистая, переход резкий.

150 (155) – 195 см. Охристо-коричневый сильно опесчаненный легкий суглинок, бесструктурный с немногочисленными узкими магистральными трещинами, очень плотный.

По отдельным крупным трещинам развиты серо-голубые интенсивно оглеенные глинистые кутаны, в межтрещинной массе довольно обильны сизовато-коричневые глинистые итеркаляции, темно-коричневые глинистые инфиллинги корневых ходов, окруженные оливково-серыми и светло-сизыми ореолами. Переход очень постепенный.

195-206 см. Красновато-темно-коричневый связанный песок, бесструктурный, плотный.

Дерново-подзолистые почвы относятся к текстурно-дифференцированным, имеют почвенный профиль с контрастными свойствами.

Коэффициент увлажнения для зоны дерново-подзолистых почв колеблется от 1 до 1,33. Это приводит к тому, что баланс влаги во всех почвах положительный, что приводит к ежегодному промачиванию почвенных профилей. Происходит практически повсеместное смыкание инфильтрующихся почвенных растворов через почвенно-грунтовую толщу с грунтовыми водами. Промывание приводит к развитию ЭПП связанных с выщелачиванием солей, миграцией вещества в форме истинных растворов, коллоидных систем и механических взвесей. В то же время с влагой передаётся и тепловая энергия, а также спора и пыльца растений. Передвижения влаги в почвенном профиле приводят не только к тотальному выносу вещества, но и к его накоплению на геохимических барьерах. Чаще всего это механические и сорбционные барьеры в нижних участках почвенных профилей.

Поступление влаги в почвенный профиль дерново-подзолистых почв происходит неравномерно в течение года, а с максимумом весной. Происходит застаивание влаги и снижении ОВП. Поэтому развиваются процессы, связанные с оглеением. Но снижение ОВП кратковременно, затем среда обогащается окислителями и мобилизованные в подвижные формы при оглеение соединения выпадают в осадок.

Почвы зоны подвергаются ежегодному промерзанию, кратковременному в западных провинциях и длительному в восточных. Сезонная мерзлота развивается в верхней части профиля.

Становятся возможными процессы, связанные с криогенным подтягиванием почвенных растворов, но на фоне ежегодного заполнения порового пространства влагой эти микропроцессы не оставляют следов. Воды при замерзании расширяется на 11%, поэтому возможно криогенное оструктуривание. При промораживании гумусовые кислоты становятся более подвижными. Сезонная мерзлота является водоупором для талых вод, благодаря его наличию ландшафт весьма эффективно сбрасывает избытки влаги.

Распространенные в южной тайге покровные суглинки дают вертикальную делимость, что определяет геометрию порового пространства текстурных горизонтов дерново-подзолистых почв - горизонтально ориентированные трещины разного порядка и особенности локализации продуктов педогенеза в поровом пространстве. Почвообразовательный макропроцесс приводит к формированию в кровле покровных суглинков облегченного верхнего горизонта, имеющего резко иную геометрию пор, преобладают изометричной формы вытянутые в каналы.

В Западной Сибири в южной тайге наиболее распространенной лесообразующей породой является пихта. Смоляных ходов в древесине нет, поэтому пихта в раннем возрасте подвергается заболеванию гнилями, что ослабляет прочность ствола, которые становится непрочным, следовательно, механизм выпадения пихты из древостоя – ветролом. Как отмечает А. Г. Дюкарев (2005) ветровалы характерны лишь для наиболее гидроморфных почв, где корневая система сосредотачивается в лесной подстилке.

Такая разница в биогеоценотической жизни эдификаторов не могла не вызвать различия в свойствах дерново-подзолистых европейских и сибирских. Возможно, характерная языковатая нижняя граница горизонта EBt европейских почв обусловлена оборачиванием почвенной массы сопровождающейся разрыхлением и активизацией процессов партлювации и лессиважа приводящих к формированию глубоких пылеватых языков (заклинков). К тому же при вывале происходит выдирание вертикально заглубленных корней и вместе с ними на поверхность выносятся прицепившиеся кусочки текстурного горизонта. Его место заполняется массой элювиального горизонта, и формируются языки.

Разнообразие процессов метаморфизма органического вещества, различная их интенсивность и сочетания с другими группами ЭПП формируют многообразие реальных органопрофилей почв.

1) Поступление органических остатков.

Процесс автохтонного и аллохтонного поступления органического вещества на поверхность почвы или в почву в виде растительных и животных остатков (надземных, подземных), экскрементов животных, хитиновых покровов насекомых. Ежегодно с опадом поступает около 55 ц/га (Родин, Базилевич, 1965; Ершов Ю. И., 2004).

2) Трансформация растительных остатков и их гумификация.

Процесс, складывающийся из множества физических (механическое измельчение), химических (окисление), фотохимических (разложение под действием солнечного света) и прежде всего биохимических (ферментативное расщепление биополимеров) реакций (Элементарные…, 1992). Достаточное количество солнечной радиации, режим увлажнения, растительный покров, богатый видовой состав почвенной микрофлоры, её относительно высокая биохимическая активность в течение довольно продолжительного периода биологической активности способствуют более глубокой трансформации растительных остатков, чем, например, в подзолистых почвах. Но, всё же, распад растительных остатков не заходит слишком глубоко. Крупные фрагменты лигнина, белков, полисахаридов, пигментов путем карбоксилирования и деметоксилирования постепенно трансформируются в гумусовые кислоты.

3) Минерализация органического вещества.

Процесс минерализации - это комплекс физико-химических и биохимических окислительно-восстановительных микропроцессов, приводящих к полному разложения органического материала и собственно гумусовых веществ до конечных продуктов окисления – оксидов и солей.

4) Комплексообразование и миграция продуктов гумификации.

Это процессы взаимодействия образующихся при гумификации органических кислот специфической (гумусовой) природы и неспецифических соединений с минеральной частью почвы, приводящие к её частичной или полной мобилизации. Так, например, Иванилова С. В. (2007) обнаружила корреляционную связь между содержанием водорастворимых соединений некоторых химических элементов (Fe, Mn, Zn, K, Na, Si, Al) с соединениями фенольной природы, что указывают на возможность их совместной миграции. При этом основным фактором максимального действия для содержания водорастворимых форм изученных металлов и фенолов является степень разложенности опада в подгоризонтах подстилки и положением в ландшафте.

5) Иммобилизация органо-минеральных соединений.

Органические и органо-минеральные соединения почв обладают не только миграционной, но иммобилизационной способностью, т. е. могут осаждаться из растворов и суспензий и закрепляться на различных геохимических барьерах – биогеохимических, физико-химических, механических и др. В дерново-подзолистых почвах основными механизмами иммобилизации являются осаждение на поверхностях порово-трещинного пространства, проникновение органических молекул в межслоевые промежутки смектитовых минералов и их сорбционное закрепление; увеличение отношения R₂ O₃ /фульвокислоты (при соотношении выше 2 происходит осаждение как растворимых соединений, так и золей); изменение ОВП в профиле; способность ионов кальция осаждать органические соединения (Элементарные…, 1992; Ершов Ю. И., 2004).

Основы чередования культур в севообороте.

Севооборотом называется научно обоснованное чередование сельскохозяйственных культур и пара во времени и пространстве (или по годам и полям) или только во времени.

Чередование культур во времени - это смена их по годам на одном поле. Чередование по полям означает, что каждая культура севооборота последовательно проходит через все поля.

Севооборот является одним из основных звеньев системы земледелия и представляет основу для проведения всех агрономических мероприятий, в частности, систем обработки почвы, систем удобрений, мероприятий по борьбе с эрозией почвы, защиты посевов от сорняков, болезней и вредителей.

Севооборот способствует пополнению и лучшему использованию питательных веществ почвы и удобрению, улучшению и поддержанию благоприятных физических и биологических свойств почвы, защите ее от водной и ветровой эрозии, предупреждению распространения сорняков, болезней и вредителей сельскохозяйственных культур, снижению пестицидной нагрузки на почву, растения и улучшению экологического состояния среды обитания, получению высококачественной продукции.

Севообороты классифицируются по типам и видам. Основных типов три: полевой, кормовой и специальный.

Название типа дается по виду выращиваемой продукции. Например полевой тип имеет в своей структуре 50% и более полевых культур, кормовой тип - 50% и более кормовых пропашных культур, а специальный тип характеризуется наличием в структуре культур, имеющих определенное назначение (предотвращение смыва почвы на склоновых участках) или особую технологию возделывания.

По соотношению сельскохозяйственных культур и паров типы севооборотов подразделяют на виды: зерно - паровые, зерно - паропропашные, зерно - травяные, зерно - пропашные, травопольные, травяно-пропашные, сидеральные, зерно - травянопропашные (плодосеменные), пропашные.

Перечень групп культур в порядке их чередования в севообороте называется схемой севооборота. Период, в течение которого культуры проходят через каждое поле в последовательности, установленной схемой, называется ротацией севооборота. Ее обычно изображают в виде перечня культур в порядке последовательной их смены во времени на одном и том же поле.

Сельскохозяйственную культуру, занимавшую данное поле в предыдущем году, называют предшественником. В севообороте каждая культура должна быть размещена по лучшим предшественникам с учетом комплекса их положительных и отрицательных сторон с тем, чтобы обеспечивалась наивысшая урожайность сельскохозяйственных культур и повышение плодородия почвы. В севообороте, как правило, запланирован один предшественник, но под каждую культуру оптимальных предшественников может быть несколько.

По степени влияния на свойства почвы и урожаи основных культур предшественники объединяются в несколько групп.

Многолетние бобовые травы (клевер, люцерна, эспарцет и др.) и их смеси со злаковыми травами, обладающие способностью повышать почвенное плодородие, при хорошем развитии (в районах достаточного увлажнения и при орошении) служат отличным предшественником для всех сельскохозяйственных культур (кроме бобовых); используются в первую очередь под наиболее ценные и продуктивные культуры – пшеницу, хлопчатник, лен, просо, кукурузу, картофель и др. Положительное последействие 3-5 лет; при слабом развитии ценность их как предшественника снижается.

Зернобобовые культуры (люпин, вика, горох, пут, чина и др.) при хорошем развитии затеняют почву, улучшают ее структуру и заглушают сорняки; хороший предшественник для всех яровых и озимых культур (кроме растений семейства бобовых). Положительное последействие - не менее 2 лет.

Пропашные культуры (картофель, свекла, кукуруза, подсолнечник, хлопчатник и др.) разнообразны по биологическим особенностям. Специфика их возделывания (многократные междурядные обработки, очищающие почву от сорняков и способствующие сохранению почвенной влаги) обусловливает повышение жизнедеятельности полезной микрофлоры в почве, улучшение питания растений. Пропашные – хороший предшественник для всех яровых зерновых культур, льна и конопли.

Кукуруза и кормовые бобы на силос, ранние сорта картофеля – неплохие предшественники для озимых культур. Положительное последействие - два года.

Озимые зерновые культуры (рожь, пшеница, ячмень) хорошо кустятся, затеняют почву и угнетают многие сорные растения. Удобренные озимые – хороший предшественник для пропашных культур, многолетних трав, яровых зерновых, зернобобовых, льна и т. д.

Технические прядильные культуры сплошного сева (лен, конопля и др.) требовательны к плодородию почвы, т. к. используют влагу и элементы питания из самого верхнего ее слоя; конопля хорошо усваивает труднорастворимые соединения фосфора; при оптимальной технологии возделывания удовлетворительные предшественники для колосовых и пропашных культур.

Яровые колосовые и крупяные культуры сплошного сева (пшеница, ячмень, овес, просо, гречиха) примерно в одинаковой степени выносят из почвы элементы питания, слабо ее затеняют и нередко бывают сильно засорены. Удовлетворительные предшественники для др. растений той же группы, а также для пропашных культур.

Чистые (черные и ранние) и кулисные пары хорошо сохраняют весенние и летние атмосферные осадки, обеспечивают успешную борьбу с сорняками, усиливают полезную микробиологическую деятельность почвы, увеличивают запас в ней питательных веществ; отличные предшественники (особенно в засушливых и полузасушливых районах) для озимых культур; в условиях Сибири – для яровой пшеницы. Положительное последействие не менее 2-3 лет.

Схемы севооборота часто приходится пересматривать, адаптируя их к изменениям в структуре почвы, содержанию в ней тех или иных питательных веществ, новым сортам, культурам и экономическим

Яровой ячмень, использование и технология возделывания.

Ячмень — одна из древнейших сельскохозяйственных культур. Он возделывается со времени зарождения земледелия. Зерно ячменя — отличный корм. Его широко используют при откорме свиней, в рационах крупного рогатого скота и птицы. Это незаменимое сырье пивоваренной промышленности, из него приготавливают также различные виды круп.

В настоящее время ячмень является основной кормовой культу­рой. В его зерне содержится 11,8% протеина, 2,3% жира, 2,8% золы и 65—72% безазотистых экстрактивных веществ.

На фураж используются более высокобелковые сорта ячменя. Благодаря своим высоким кормовым качествам зерно ячменя и продукты его переработки на­много питательнее других концентрированных кормов. Так, в 1 кг корма из зерна ячменя содержится 100—120 г переваримого белка.

Ячмень также имеет большое значение и как ценная продоволь­ственная культура. Из его зерна производятся широко известные перловая и ячневая крупы, которые по своим пищевым достоинст­вам не уступают рисовой и гречневой. В ячневой крупе содержится даже больше сахара и белка.

Вытяжки из ячменного солода богаты углеводами, белками, фер­ментами, витаминами и поэтому обладают большими диетическими и лечебными свойствами. Они находят широкое использование в ме­дицине, хлебопекарной промышленности и т. д.

Зерно ячменя — сырье для пивоваренной промышленности. Для получения высококачественного пива солод готовят исключительно из ячменя, который придает пиву специфический приятный вкус и аромат. Для производства пива большое значение имеет высокое со­держание в зерне ячменя крахмала и безазотистых экстрактивных веществ, содержание которых у лучших пивоваренных сортов дости­гает 70—82%. Содержание белка в зерне этих сортов 9—12%.

Ячмень (Hordcum) — род однолетних и многолетних растений семейства злаковых. Колос ячменя состоит из колосового стержня и одноцветковых колосков, которые расположены по три на каждом уступе колосового стержня. Все культурные ячмени, по классифика­ции Н. И. Вавилова и А. А. Орлова, объединяются в один вид — ячмень посевной (HordeumSativum), который по числу плодонося­щих, нормально развитых колосков на уступе колосового стержня делится на три подвида: ячмень многорядный, у которого развиты и образуют зерно все три колоска на каждом уступе; ячмень двух­рядный, у которого развит и образует зерно только средний колосок, а боковые колоски бесплодны; ячмень промежуточный, у которого развито неопределенное число (1—3) колосков.

В земледелии используются главным образом двухрядные и мно-горядные ячмени.

Наиболее распространенными разновидностями двухрядного яч­меня являются: нутанс (nutans), медикум (medicum), эректум (erectum), нудум (nudum); многорядного — паллидум (paliidum), рикотензе (ricotense), параллелюм (parallelum), пирамидатум (pi-ramidatum).

Среди зерновых ячмень наиболее раннеспелая культура. Длина его вегетационного периода зависит от места произрастания и биологи­ческих особенностей сорта. По этому признаку сорта ячменя делятся на скороспелые, среднеспелые, среднепоздние и поздние. Погодные условия влияют на созревание ячменя. При теплой погоде весной и летом и при недостатке осадков оно наступает рань­ше, а при повышенной влажности почвы и воздуха и умеренных температурах — позже. На торфяно-болотных почвах длина вегета­ционного периода ячменя длиннее, чем на дерново-подзолистых.

Всходы. Быстрые и дружные всходы — необходимое условие по­лучения высоких урожаев. Период от посева до всходов у ячменя длится 5—7 дней.

Одним из факторов, определяющих быстрое и дружное появле­ние всходов, является влажность почвы. Установлено, что для про­растания семян ячменя требуется влага, составляющая 48—76% от веса сухих семян. Большое влияние на время появления всходов ока­зывает и температура почвы. Ко времени посева почва должна прогреться не менее чем на 5-7°С. Резкое похолодание после сева задерживает появление всходов.

Вредно отражается на появлении всходов ячменя глубокая задел­ка семян и особенно возникающая после дождя почвенная корка, за­трудняющие доступ воздуха к семенам.

Первым при прорастании зерен появляется главный корень, вслед за ним и остальные первичные корешки. Всего их у ячменя 4—8.

В момент прорастания в зерне происходят большие биохимиче­ские и физиологические изменения.

Вслед за корешками трогается в рост и конус нарастания. Первый лист покрыт сверху тонкой бесцветной пленкой — колпачком (со-leopiile), которая предохраняет лист от повреждений при прохожде­нии его сквозь почву.

При выходе на поверхность колпачок приостанавливает свой рост, а лист продолжает расти, разрывает его и разворачивается. С этого момента в растении начинается процесс фотосинтеза.

В связи с тем, что не все стебли образуют колос, различают кустистость общую и продуктивную. Общая кустистость выражается количеством всех стеблей, приходящихся на одно растение, а про­дуктивная — числом только колосоносных стеблей. От всходов до кущения проходит около двух—трех недель.

Количество стеблей у одного растения колеблется в больших пре­делах (от 2—3 на дерново-подзолистых почвах до 15—20 на торфя­но-болотных).

Большое влияние на кустистость ячменя оказывает плодородие почвы. На малоплодородных почвах ячмень почти не кустится. Од­ной из практических мер по повышению его кустистости является вне­сение минеральных удобрений.

Выход в трубку у ячменя начинается примерно через 3—4 недели после появления всходов. Внешним признаком наступления этой фа­зы является появление у основания главного стебля небольшого бу­горка — первого стеблевого узла, который можно прощупать.

Доказано, что в период от кущения до выхода в трубку ячмень наиболее интенсивно использует легкодоступные элементы минераль­ного питания. Поэтому под ячмень почву рекомендуется заправлять минеральными удобрениями весной при предпосевной обработке почвы. Внесение удобрений в виде подкормки не оказывает положи­тельного влияния на урожайность этой культуры. За рубежом при­меняется внесение части минеральных удобрений, особенно азотных, в фазе выхода в трубку и выколашивания с целью повышения содер­жания белка в зерне ячменя, т. е. улучшения его кормовых качеств.

Колошение ячменя отмечается в момент появления остей из устья последних листьев. Наступает примерно на 50—54-й день после всходов. К этому моменту ячмень имеет уже хорошо сформирован­ный колос. Теплая и сухая погода ускоряет выколашивание, про­хладная и дождливая затягивает. Причем во втором случае колос формируется с большим числом зерен, величина и вес их также воз­растают. В результате урожай ячменя увеличивается.

Цветение и оплодотворение у ячменя происходит в период его выколашивания, когда колос еще находится в устье последне­го листа. Этим у ячменя обусловлено самоопыление.

К моменту выхода колоса наружу в цветках уже имеется завязь. В отдельные засушливые годы ячмень полностью не выколашивается, колос так и остается наполовину в устье листа.

Высокие температуры воздуха и низкая относительная влаж­ность в этот период могут отрицательно сказаться на развитии зер­новки, в результате зерно получается щуплым и неполновесным.

Созревание. При созревании ячменя зерно проходит три фазы спелости: молочную, восковую и полную.

Молочная спелость наступает примерно на 15—17-й день после выколашивания. В этой фазе растения сохраняют зеленую окраску (желтеют и отмирают лишь самые нижние листья). Во время мо­лочной спелости происходит интенсивное накопление в эндосперме минеральных и органических веществ. К концу молочной спелости зерно достигает максимальной величины, его влажность равна 40— 60%. В дальнейшем оно постепенно высыхает и уменьшается в объеме.

В фазе восковой спелости растения желтеют, зерно приобретает естественную для сорта окраску. Влажность его снижается до 20— 25%. В этот период можно приступать к раздельной уборке ячменя. При переходе к полной спелости зерно становится твердым, его влажность снижается в сухую погоду до 14—16%. Вегетативные ор­ганы растения засыхают и отмирают. В этот период ячмень наиболее часто убирают уже прямым комбайнированием.

Ячмень относится к группе культур длинного дня и для своего развития требует сравнительно длительного освещения. Поэтому в северных районах вегетационный период меньше, чем в южных районах, где световой день короче.

Требования ячменя к температуре на различных этапах роста и развития неодинаковы. Зерно ячменя может прорастать при температуре +1—+3˚С, но оптимальной температурой является +15—+20˚С. всходы ячменя без особого ущерба переносят заморозки до -6˚С. Однако длительное похолодание и увлажнение вызывают задержку роста и угнетают растение. Опасны заморозки во время цветения и созревания зерна. Завязь и пыльники повреждаются при температуре -1 -2˚С. Кущению и корнеобразованию благоприятствует невысокая температура. Ячмень сильно страдает от быстрого наступления высокой температуры в фазе выхода в трубку, когда формируется продуктивность колоса. В период выхода в трубку—колошения наиболее благоприятна среднесуточная температура +20--+22˚С, в период созревания -+23--+24˚С. При температуре ниже +13--+14˚С налив и созревание зерна задерживаются.

Резкие колебания температуры, а также слишком высокая температура в сочетании с низкой влажностью воздуха в период налива зерна отрицательно сказываются на выполненности зерновки. При этом снижается масса 1000 зёрен и ухудшаются пивоваренные свойства ячменя. Заморозки в фазах молочной и восковой спелости отрицательно влияют на зародыш и ухудшают посевные качества зерна. Зерно, повреждённое морозами, имеет низкую всхожесть и совершенно непригодно в качестве семенного материала.

Ячмень менее требователен к воде и более экономно расходует её, чем пшеница, рожь и овёс. Транспирационный коэффициент ( расход воды на образование единицы сухого вещества ) ячменя составляет 350—450. В засушливых условиях культура даёт более высокие урожаи. Однако из-за слабого развития коревой системы ячмень хуже других культур переносит весеннюю засуху. Много влаги расходует ячмень в первые фазы роста: кущения и, особенно выхода в трубку—колошения.

Недостаток влаги в период образования репродуктивных органов губительно действует на пыльцу ячменя. Стерильность части пыльцы обуславливает увеличение числа бесплодных колосков, тем самым снижая продуктивность растений.

Установлено, что если в почве запас воды ниже двойной гидроскопической влажности, то рост и формирование органов растений прекращаются полностью. На хорошо окультуренных и высокоплодородных почвах расход воды на образование единицы сухого вещества меньше, чем на почвах малоплодородных.

Более экономично ячмень расходует влагу при внесении удобрений.

Для получения высокого урожая ячменя необходимо улучшать водный режим почвы, применяя соответствующие агротехнические приёмы, заботиться о накоплении влаги и правильном её расходовании. В связи с этим в районах недостаточного увлажнения большое значение имеют своевременная и качественная обработка почвы, снегозадержание, ранневесеннее боронование, оптимальные сроки посева.

Правильный выбор способа обработки почвы под ячмень и качественное её проведение способствуют улучшению водного, воздушного, питательного и температурного режимов почвы, созданию наиболее благоприятных условий для проникновения корней в глубокие слои почвы, уничтожению сорной растительности. Обработку почвы необходимо проводить с учётом почвенно-климатических условий, предшественников, степени засорённости поля и других факторов. Обработка почвы под ячмень подразделяется на основную, предпосевную и минимальную.

Яровой ячмень возделывается в основном на продовольственные цели, а также используется как добавка к кормам при концентратном откорме сельскохозяйственных животных (чаще всего в виде муки). Хозяйство заинтересовано в получении хороших урожаев ячменя, и под него отводится значительная часть земель хозяйства. Возделывание ячменя в хозяйстве проводится по своей технологии.

От выбора сорта зависит во многом будущая урожайность ячменя. Прежде чем выбирать сорт необходимо учесть тип почвы, её плодородие, а также географическое местоположение хозяйства.

В хозяйстве рекомендуется возделывать не менее трёх районированных и перспективных сортов ячменя -- по одному из каждой группы спелости.

Когда зерно ячменя достигает физической спелости и влажности приблизительно 20-22 %, в хозяйстве начинается его уборка. Уборка начинается с участков, на которых ячмень наиболее созрел. Это делается для того, чтобы уменьшить потери, связанные с перезреванием зёрен и ломкостью стеблей.

О бщая характеристика, особенности уборки и первичной обработки семян зерновых культур.

Зерно является основным продуктом сельского хозяйства. Из зерна вырабатывают важные продукты питания: муку, крупу, хлебные и макаронные изделия. Зерно необходимо для успешного развития животноводства и птицеводства, что связано с увеличением

производства мяса, молока, масла и других продуктов. Зерновые культуры служат сырьем для получения крахмала, патоки, спирта и других продуктов.

Всемерное увеличение производства зерна - главная задача сельского хозяйства.

Наряду с увеличением производства зерна особое внимание обращается на улучшение качества зерна, и прежде всего на расширение производства твердых и сильных пшениц, а также важнейших крупяных и фуражных культур.

Для успешного решения этих задач необходимо улучшать использование агротехники, шире внедрять высокоурожайные сорта и гибриды, совершенствовать структуру посевных площадей. Большое значение придается также эффективному использованию удобрений, расширению посевов на мелиорированных землях и в зонах достаточного увлажнения.

Возделываемые зерновые культуры относят к трем ботаническим семействам - злаковых, гречишных и бобовых,

Пищевая ценность зерна и продуктов его переработки определяется химическим составом, усвояемостью веществ, образующих их, и колеблется в зависимости от многих факторов. Зерновые культуры, относящиеся к разным семействам, отличаются не только соотношением питательных веществ, но и их составом и свойствами.

Зерно злаков, как видно из табл. 1, не имеет резких различий по количеству содержащихся веществ, но характеризуется определенными особенностями. Ядро пленчатых культур после удаления цветковой пленки по содержанию основных веществ приближается к химическому составу голозерных злаков. Белки - важнейшие вещества, входящие в состав любой живой клетки. Их содержание в зерне, состав и свойства определяют технологические и пищевые достоинства продуктов переработки зерна.

Зерновая масса, образующаяся при уборке урожая, неоднородна. Кроме полноценного зерна, в ее составе находится определенное количество неполноценных и испорченных зерен основной культуры, семян других культурных и дикорастущих растений, минеральная и органическая примеси, микроорганизмы, а иногда и амбарные вредители. В то же время при любых операциях с зерном (заготовках, переработке, хранении) необходимо знать качество данного зерна, чтобы обеспечить объективный расчет с поставщиками и оптимальное использование. На хлебоприемные пункты зерно поступает партиями.

Цвет и характерный блеск, придаваемый хорошо созревшему зерну восковым налетом на поверхности, легко теряются, если влажное зерно долго не сушат, оно начинает самосогреваться и на его поверхности развиваются микроорганизмы. Зеленоватые оттенки имеет недозревшее и морозобойное зерно.

Запах и вкус здорового зерна специфический у каждой культуры и слабо выраженный, почти пресный. Однако зерно является хорошим сорбентом и легко поглощает любые посторонние запахи. В процессе уборки в зерновую массу могут попасть семена или вегетативные части пахучих сорняков - полыни, дикого чеснока, донника и др. Особенно неприятными являются запахи полыни и головни, которые не удаляются при всех видах переработки. Солодовый привкус и запах имеет зерно самосогреваюшееся; если при этом на нем развивались плесени, то появляется плесневый запах. Глубоко зашедшие процессы плесневения приводят к образованию затхлого и гнилостного запаха. Нарушение режимов сундуки вызывает образование подгоревшего или дымного запаха.

Развитие в хранящемся зерне амбарных вредителей, особенно клещей, влияет на вкус и запах зерна. При небольшом их количестве зерновая масса приобретает приятный медовый запах, дальнейшее размножение и жизнедеятельность клещей приводят к образованию запах тухлых яиц (сероводорода).

При чрезмерно длительном хранении зерна постепенно могут появляться привкусы и запахи, свойственные прогоркающему жиру.

Зерно, имеющее посторонние привкусы и запахи, не удаляющиеся при проветривании, переработке и пищевому использованию не подлежит.

Влажность зерновой массы является одним из главных факторов, определяющих его сохранность. В счетом зерне влага находится в связанном состоянии, имеет низкую активность и не может участвовать в биологических и физико-химических процессах.

Повышение влажности приводит к появлению определенного количества свободной воды, характеризующейся невысокой энергией ее связи с тканями зерна. Она может принимать активное участие в протекающих в зерне физико-химических ферментативных процессах.

Стандарты предусматривают четыре состояния по влажности (в %): сухое - 13 - 14, средне - сухое - 14,1 - 15,5; влажное - 15,6 - 17 и сырое - свыше 17. На длительное хранение пригодно только сухое зерно.

Засоренность зерна отрицательно влияет на качество продуктов переработки. Однако степень снижения их качества для разных фракций примесей различна, поэтому их принято подразделять на две группы - зерновую и сорную. К зерновой примеси относят такие компоненты зерновой массы, которые позволяют получить из них некоторое количество продуктов, хотя при меньшем выходе и более низкого качества. К сорной примеси относят включения, оказывающие резко отрицательное влияние на качество продуктов переработки основной культуры.

Зерновая примесь включает неполноценное зерно основной культуры: сильно недоразвитое -щуплое, морозобойное, проросшее, битое (вдоль и поперек, если осталось более половины зерна), поврежденное вредителями (с незатронутым эндоспермом), потемневшее при самосогревании или сушке; у пшеницы сюда же относят зерна, поврежденные клопом-черепашкой. У пленчатых культур к зерновой примеси относят обрушенные (освобожденные от цветковой пленки) зерна, так как они сильно дробятся при переработке основного зерна.

Зерна других культурных растений при оценке могут попадать как в зерновую примесь, так и в сорную. Руководствуются при этом двумя критериями. Во-первых, размерами зерен примеси. Если примесь резко отличается от основной культуры по крупности и форме, то она будет удалена при очистке зерна, поэтому такую культуру относят к сорной примеси. Например, просо или горох в пшенице. Во-вторых, возможностью использования примеси по назначению основной культуры. Если примесь дает продукт, хотя и несколько худший по качеству, чем основная культура, то ее следует отнести к фракции зерновых примесей. Если же она резко снижает качество продукта переработки, то ее относят к сорной примеси. Например, содержащиеся в зерновой массе пшеницы рожь и ячмень будут отнесены к зерновой примеси, все остальные культуры - к сорной; у проса - зерна всех культурных растений будут отнесены к сорной примеси.

Особо следует обратить внимание на оценку ржи. Присутствие во ржи зерен пшеницы и ячменя не ухудшает качество ржаной муки, поэтому эти культуры будут отнесены к основному зерну. Сорную примесь подразделяют на несколько фракций, различных по составу. Минеральная примесь - пыль, песок, галька, кусочки шлака и т. п. крайне нежелательны, так как они придают хруст муке, делая ее непригодной к потреблению; органическая примесь - кусочки стеблей, листьев, колосовые чешуи и т. п.; испорченное зерно основной культуры и других культурных растений с полностью выеденным вредителями или потемневшим эндоспермом; семена культурных растений, не вошедшие в состав зерновой примеси; семена сорных трав, выросших на полях с культурными растениями.

При оценке зерна семена сорных трав подразделяют на несколько групп: легко отделимые. трудно отделимые, с неприятным запахом и ядовитые. Легко отделяются от большинства культур семена василька полевого, костра ржаного, пырея, гречишки развесистой и вьюнковой и др.; трудно отделяются (близкие по размеру и форме к определенным культурным растениям) семена овсюга полевого от овса, пшеницы и ржи, дикой редьки и татарской гречихи от гречихи и пшеницы, щетинника сизого от проса, дикого проса и курмака от риса; к сорнякам с неприятным запахом относят полынь, донник, дикие лук и чеснок, кориандр и др.

Ядовитые семена сорняков особенно нежелательны в -жерновой массе. К этой группе относятся куколь, распространенный почти по всей территории страны. В его семенах содержится - ликозид агроспермин, обладающий - горьким вкусом и наркотическим действием. Горчак (софора лисохвостная) имеет не только ядовитые и горькие семена, ядовито все растение. Ядовитыми являются семена вязеля, дурмана, триходесмы седой, гелиотропа опущенного, плевела опьяняющего и некоторых других сорных растений. Все ядовитые сорняки выделяют в особую группу сорной примеси - вредную. К ней относят также ядовитые грибковые заболевания культурных растений - головню и спорынью, а также животного паразита угрицу. Г о л о в н я поражает большинство злаков. В зерновой массе она встречается в виде “мешочков” обычно несколько больших размеров и более округлых, чем нормальные зерна пшеницы. Содержимое головневых мешочков - споры гриба - черная масса с неприятным селедочным запахом, а их оболочка - плодовые и семенные оболочки зерна. Эндосперма и зародыша в этих зернах нет, так как они полностью поглощены грибом. Содержание в зерне головни строго ограничивается, если она обнаружена, то зерно хранится и перерабатывается отдельно.

Зараженность зерна амбарными вредителями наблюдается при неблагоприятных условиях хранения, в неподготовленных и необеззараженных хранилищах. В зерновой насыпи развиваются насекомые и клеши. Они не только поедают зерно, но и сильно загрязняют его своими трупами, линочными шкурками и экскрементами, снижают пищевые достоинства, способствуют повышению влажности, что может вызвать самосогревание, развитие микроорганизмов. Амбарные вредители охотно питаются не только зерном, но и продуктами его переработки - мукой, крупой, пищевыми концентратами, сухарями, некоторые из них могут питаться макаронными изделиями, сушеными овощами, фруктами и др. Беспозвоночных амбарных вредителей относят к классу насекомых (жуки и бабочки) и паукообразных (клещи).

Плотность зерна в целом и его анатомических частей имеет важное технологическое значение. Как правило, хорошо налившееся зерно имеет более высокую плотность, чем недозревшее. Плотность зерна и его частей зависит от их химического состава. Наибольшую плотность имеют крахмал и минеральные вещества, поэтому с увеличением их доли растет плотность зерновки, и, наоборот, увеличение количества белка (1,34 - 1,37) и липидов (0,89 - 0,99) снижают плотность зерна. Существенные различия химического состава обусловливают большие колебания плотности зерна (г/см³ ): пшеницы - 1,33 - 1,53; ржи - 1,26 - 1,42; кукурузы - 1,23 - 1,27; ячменя - 1,23 - 1,28; овса - 1,11 - 1,15. Анатомические части зерновок сильно различаются не только по химическому составу и структуре, но и по плотности. Так, плотность целого зерна яровой мягкой пшеницы составляет в среднем 1,336, ее эндосперма - 1,471, зародыша - 1,290, оболочек - 1,066. На этих различиях основана в настоящее время вся технология переработки. зерна.

Качество зерна - важный и обязательный объект государственного планирования и контроля. В основе государственной системы управления качеством зерна лежит его стандартизация. Она позволяет систематизировать зерно по определенным качественным группам, создать крупные партии одного качества, выявить недоброкачественное зерно. Качество зерна и продуктов. его переработки регулируется ГОСТами.

На пути движения от поля до потребителя оценка качества зерна проводится по нескольким стандартам. Государственные закупки проводятся по стандартам на зерно заготовляемое; хлебохранилища передают его на переработку по стандартам на зерно поставляемое целевое (распределяемое, мукомольное, крупяное, пивоваренное и др.); при использовании на посев оценка производится по стандарту на зерно семенное; при продаже другим странам пользуются стандартом на зерно, направляемое на экспорт; оценка зерна производится по стандарту на правила отбора проб и методы испытаний.

В стандартах на зерно заготовляемое для всех культур установлена классификация - деление на типы, подтипы по ботаническим признакам, окраске, районам выращивания и т. п. Кроме того, установлены базисные (расчетные) и ограничительные кондиции. Указано также, что у данной культуры считают основным зерном, сорной и зерновой примесями.

Стандарты на зерно распределяемое (отпускаемое) и целевые устанавливают нормы, которым должно соответствовать качество зерна, передаваемого элеватором на переработку. Поскольку каждое зернохранилище перед закладкой на хранение обязано очистить зерно от большей части содержащихся в нем примесей

и подсушить его до сухого состояния, то эти требования бывают более строгими, чем при заготовках. Кроме того, в целевых стандартах предусмотрены дополнительные показатели, учитывающие требования соответствующей отрасли переработки. Так, у крупяного зерна нормируются содержание мелких зерен до 5 % и чистого ядра, которое должно быть не менее (в %): у гречихи - 71, проса - 74, овса - 63. Для ячменя, направляемого на пивоварение, нормируются всхожесть и энергия прорастания и т. д.

Сушка зерна - ответственная технологическая операция перед закладкой на хранение. Оптимальные результаты дает сушка зерна теплым сухим воздухом. Однако более экономичной является сушка воздухом в смеси с топочными газами. В этом случае качество зерна во многом будет зависеть от вида топлива. Не рекомендуется использовать дрова, придающие зерну запах дыма. Каменный уголь, особенно содержащий много серы, при сгорании образует сернистый ангидрид, который частично может поглощаться зерном и ухудшать качество клейковины. Кроме того, в топочных газах, образующихся при сжигании каменного угля, содержится повышенное количество полициклических ароматических углеводородов, в частности бензпирена, обладающего канцерогенными свойствами. Оптимальными видами топлива, не загрязняющими зерно бензпиреном, являются нефтепродукты и газ.

Температура зерна при сушке не должна превышать 45 'С. Перегрев зерна приводит к ухудшению качества клейковины вплоть до полной ее денатурации. Снижается также активность ферментов.

За один прием сушки из очень влажного зерна нельзя удалять более чем 3 - 3,5% влаги, поэтому зерно с влажностью более 17,5 - 18 % сушат в несколько приемов. Перерывы между этапами сушки необходимы для перераспределения влаги из внутренних частей зерновки к поверхности, в противном случае поверхностные слои зерна растрескиваются, что приводит к ухудшению сохраняемости, снижаются выход и качество готовой продукции. После сушки влажность зерна не должна превышать 14 %.