Введение. Ячмень – ценнейшая продовольственная культура, которая используется для различных целей (корма, пивоварение, крупа и др.) и которая в условиях Средневолжского региона может обеспечивать получение высоких урожаев [1, 2, 3]. Огромным преимуществом этой культуры выступает короткий вегетационный период, скороспелость и засухоустойчивость, вследствие чего экономно расходуется влага [4, 5, 6]. Эта культура, особенно двурядный ячмень при достаточном количестве продуктивной влаги на глубине залегания узловых корней хорошо кустится и может образовать несколько продуктивных побегов до наступления засушливой погоды во второй половине лета. Несмотря на перечисленные положительные стороны этой культуры, нужно отметить, что в засушливых условиях урожайность ячменя может быть низкой [7, 8, 9]. В связи с этим сельскохозяйственным товаропроизводителям необходимо уделить внимание технологиям накопления влаги, в том числе применению суперабсорбентов – гидрогелей [10]. Исследования, проведённые по изучению гидрогеля, выявили, что его внесение не только сохраняло влагу в корнеобитаемом слое, но и увеличивало урожайность зерновых, овощных и ягодных культур [11, 12, 13]. Цель исследования – изучить влияние минеральных удобрений и влагосорбента, внесенных в почву, на рост, развитие и урожайность ярового двурядного ячменя для совершенствования технологии возделывания культуры.Условия, материалы и методы. Работу выполняли в 2022–2024 годы на серых лесных почвах ООО «Агробиотехнопарк» при ФГБОУ ВО «Казанский ГАУ». Агрохимические показатели участка: содержание гумуса – 3,6%, подвижных фосфора и калия по Кирсанову – соответственно 256…270 и 121…125 мг/кг, кислотность почвы – близкая к нейтральной (рН в солевой вытяжке = 6,2 ед.).Схема опыта: без удобрений и гидрогеля (контроль); N37P60K73; гидрогель Аквасин 50 кг/га; N37P60K73 + Аквасин 50 кг/га; Аквасин 100 кг/га; N37P60K73 + Аквасин 100 кг/га. Доза минеральных удобрений рассчитана на получение запланированного урожая 5 т/га зерна.Площадь делянки общая – 26 м2, учётная – 20 м2. Повторность опыта – 4-кратная. Предшественник – озимая пшеница. Объектом исследования служил яровой двурядный ячмень сорт Раушан. Посев проводили рядовым способом нормой 4,5 млн всхожих семян на 1 га. Погодные условия в вегетационный период 2022 году были благоприятными для роста и развития ярового ячменя. За май выпала двойная норма осадков, а средняя температура воздуха была на 3,3 °С ниже нормы (табл. 1). В июне их было треть месячной нормы, все они отмечены в первой декаде. В июле осадки выпали равные многолетним значениям, а температура воздуха была выше обычной. В августе средняя температура воздуха была выше нормы на 4,5 °C при полном отсутствии осадков. Таблица 1 ‒ Погодные условия в период вегетации ярового ячменяПоказательМесяцⅤⅤⅠ ⅤⅠⅠⅤⅠⅠⅠ2022 г.Осадки, мм7819620Температура воздуха, о С10,718,621,322,5Гидротермический коэффициент3,700,350,930,002023 г.Осадки, мм4763320Температура воздуха, о С16,016,321,520,2Гидротермический коэффициент2,400,120,500,332024 г.Осадки, мм53165629Температура воздуха, о С11,021,722,118,4Гидротермический коэффициент2,400,240,820,50Средние многолетние значенияОсадки, мм38576255Температура воздуха, о С14,018,320,518,0 Метеорологические условия 2023 года для вегетации ярового ячменя были неблагоприятными. Сумма осадков в мае превысила климатическую норму, а температура воздуха – многолетние значения на 2,0 °С. Июнь был засушливым, гидротермический коэффициент (ГТК) снизился до 0,12. В июле осадки составили 53 % от нормы, ГТК – 0,50. В августе ГТК составил 0,33. В 2024 году май был холодным и влажным, ГТК составил 2,40. В июне ГТК составил 0,24.Результаты и обсуждение. Применение минеральных удобрений оказывает положительное влияние на развитие листовой поверхности (табл. 2). Наибольший в опыте рост площади листьев отмечали в период от кущения до конца фазы выхода в трубку. Прекращение фотосинтеза и отмирание листьев начиналось в фазе молочной спелости и происходило до фазы восковой спелости. В среднем за 2022–2024 годы площадь листьев ярового ячменя в варианте с внесением N37P60K73 в фазе кущения составила 26,3 тыс. м2/га, выхода в трубку – 33,3, колошения – 41,2, молочной спелости – 13,7 тыс. м2/га, тогда как в контрольном варианте соответственно фазам развития – 18,0, 29,0, 35,2 и 9,7 тыс. м2/га. Использование минеральных удобрений и 50 кг/га гидрогеля способствовало увеличению площади листьев до 27,3 в фазе кущения, 35,0 – выхода в трубку, 42,8 – колошения и 13,8 тыс. м2/га – молочной спелости. Наибольшая в опыте листовая поверхность выявлена в варианте с совместным использованием N37P60K73 и 100 кг/га гидрогеля.Таблица 2 – Динамика формирования площади листьев ярового ячменя в зависимости от фона питания и гидросорбента, тыс. м2 /гаВариантФаза вегетации растенийкущениевыход в трубкуколошениемолочная спелость2022 г.Без удобрений (контроль)18,529,636,110,6N37P60K73 27,034,543,014,550 кг/га гидрогеля19,030,336,411,0N37P60K73 + 50 кг/га гидрогеля29,636,644,314,7100 кг/га гидрогеля20,630,536,811,5N37P60K73 + 100 кг/га гидрогеля30,637,045,815,0НСР050,60,80,60,32023 г.Без удобрений (контроль)17,428,334,49,0N37P60K73 25,532,138,312,950 кг/га гидрогеля17,729,035,09,2N37P60K73 + 50 кг/га гидрогеля25,533,140,412,6100 кг/га гидрогеля18,029,035,59,5N37P60K73 + 100 кг/га гидрогеля26,334,441,413,6НСР050,50,60,80,32024 г.Без удобрений (контроль)18,029,035,09,5N37P60K73 26,433,442,413,850 кг/га гидрогеля18,529,536,09,7N37P60K73 + 50 кг/га гидрогеля26,935,243,814,1100 кг/га гидрогеля18,731,536,710,5N37P60K73 + 100 кг/га гидрогеля27,736,343,914,7НСР050,50,60,80,3 Учёт продолжительности деятельности листовой поверхности дает более емкое представление, выражаемое как фотосинтетический потенциал посева (табл. 3). В варианте с внесением N37P60K73 листовой фотосинтетический потенциал был выше контроля на 34%. Использование 50 кг/га гидрогеля увеличило листовой потенциал на 4,8%, а 100 кг/га – на 9,4 %. Сравнительно высокий листовой фотосинтетический потенциал выявлен при использовании N37P60K73 и 50 кг/га гидрогеля, превышавший контроль на 41%. При внесении N37P60K73 и 100 кг/га гидрогеля он был выше контроля на 50%. Таблица 3 – Листовой фотосинтетический потенциал за вегетацию ярового ячменя в зависимости от фона минерального питания и гидросорбента, тыс. м2 /сут на 1 га Вариант2022 г.2023 г.2024 г.СреднееБез удобрений (контроль)1549,21435,61502,81495,5N37P60K73 2097,51887,22039,12007,750 кг/га гидрогеля1658,71496,21549,31567,3N37P60K73 + 50 кг/га гидрогеля2232,61975,02138,42114,3100 кг/га гидрогеля1759,31523,31629,91636,4N37P60K73 + 100 кг/га гидрогеля2375,82112,72226,82237,5НСР055,034,504,78 При фотосинтезе происходит накопление и увеличение органической массы растения. Соотношение сухой биомассы к листовой поверхности определяют, как чистую продуктивность фотосинтеза (табл. 4). В 2022 году чистая продуктивность фотосинтеза в среднем за вегетационный период оказалась заметно выше, чем в последующие годы. Хотя динамика чистой продуктивности фотосинтеза ярового ячменя различалась по вариантам, существенных различий в средневзвешенных значениях за вегетацию не выявлено. Однако можно отметить, что в вариантах с применением N37P60K73 и N37P60K73 + 50 кг/га гидрогеля продуктивность была выше, по сравнению с контролем.Таблица 4 – Чистая продуктивность фотосинтеза ярового ячменя в зависимости от фона минерального питания и гидросорбента, г/м2 в суткиВариантГодСреднее202220232024Без удобрений (контроль)4,503,143,313,65N37P60K73 4,603,173,343,7050 кг/га гидрогеля4,443,153,353,65N37P60K73 + 50 кг/га гидрогеля4,533,153,353,68100 кг/га гидрогеля4,353,153,353,62N37P60K73 + 100 кг/га гидрогеля4,433,083,333,61НСР050,010,010,01 Влага служит очень важным фактором, влияющим на рост и развитие ярового ячменя (табл. 5). В 2022 году перед посевом в слое 0…100 см почвы накопилось 183…185 мм доступной растениям влаги. К фазе выхода в трубку ярового ячменя запасы продуктивной влаги оставались хорошими — 121…133 мм. К концу вегетации или к моменту уборки запасы продуктивной влаги снизились до 101…123 мм. В 2023 г. количество продуктивной влаги в метровом слое почвы перед посевом, в фазе выхода в трубку и к моменту уборки было наименьшим в опыте. Таблица 5 – Запасы продуктивной влаги в слое почвы 0…100 см под посевами ярового ячменя в зависимости от фона минерального питания и гидросорбента, ммВариант Срок определенияСоотношение использованной влаги к урожайности, м3/тИспользованная растениями влага, м3/гадо посевавыход в трубкууборка 2022 г.Без удобрений (контроль)1831301185302240N37P60K73 184121101453242050 кг/га гидрогеля1841321215172220N37P60K73 + 50 кг/га гидрогеля1851281084182360100 кг/га гидрогеля1831331235072190N37P60K73 + 100 кг/га гидрогеля1851291104062340НСР0544211522023 г.Без удобрений (контроль)165110686701830N37P60K73 16610153592199050 кг/га гидрогеля166112726231800N37P60K73 + 50 кг/га гидрогеля167107575461960100 кг/га гидрогеля165114746041770N37P60K73 + 100 кг/га гидрогеля167111605301930НСР0542213422024 г.Без удобрений (контроль)171118717192050N37P60K73 17210856628221050 кг/га гидрогеля173120746942040N37P60K73 + 50 кг/га гидрогеля173115605992180100 кг/га гидрогеля172122776452000N37P60K73 + 100 кг/га гидрогеля173119635382150НСР054521448 Запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы перед посевом в 2024 году составили 171…173 мм, к фазе выхода в трубку ярового ячменя уменьшились до 108…122 мм. Во все годы исследований на всех вариантах к концу вегетации запасы продуктивной влаги уменьшались. Эти изменения обуславливаются помимо гидротермических условий, использованием влаги на создание массы урожая. В удобренных вариантах использованная растениями влага оказалась больше, а соотношение использованной влаги к урожайности – меньше, особенно при использовании гидрогеля. Эффективное использование продуктивной влаги установлено в 2022 году, когда были зафиксированы наименьшие в опыте коэффициенты водопотребления – 418…530 м³/т. Урожайность ярового ячменя сорта Раушан в 2022 году без применения минеральных удобрений составила 4,23…4,32 т/га, а при внесении расчётной дозы удобрений N37P60K73 для получения 5 т/га зерна — 5,34…5,77 т/га. (табл. 6). В среднем за 2022–2024 годы применение минеральных удобрений N37P60K73 привело к росту урожайности на 24,5%. При добавлении 50 кг/га гидрогеля к N37P60K73 урожайность увеличилась на 31,2%, а при внесении 100 кг/га гидрогеля совместно с N37P60K73 – на 36,7%, по отношению к контролю. Таблица 6 – Урожайность ярового ячменя сорта Раушан в зависимости от фона минерального питания и гидросорбента, т/гаВариантГодСреднее2022 г.2023 г.2024 г.Без удобрений (контроль)4,232,732,853,27N37P60K73 5,343,363,524,0750 кг/га гидрогеля4,292,892,943,37N37P60K73 + 50 кг/га гидрогеля5,653,593,644,29100 кг/га гидрогеля4,322,933,103,45N37P60K73 + 100 кг/га гидрогеля5,773,644,004,47НСР050,070,050,05  Выводы. Использование гидрогеля и минеральных удобрений в дозе N37P60K73 способствовало увеличению площади листьев, листового фотосинтетического потенциала ярового ячменя и более эффективному расходованию продуктивной влаги. Максимальная в опыте урожайность 4,47 т/га отмечена при внесении N37P60K73 и 100 кг/га гидрогеля, при уменьшении дозы гидрогеля до 50 кг/га величина этого показателя снижалась до 4,29 т/га. Прибавка к варианту с использованием только удобрений составила соответственно 0,40 и 0,22 т/га, к контролю – 1,20 и 1,02 т/га.