Адаптація озимих культур до несприятливих умов

Сівбу озимих колосових культур розпочали після сталого зниження температури повітря до 13 - 15 ^оС. Озиму пшеницю висіяли 2 жовтня. Обрано цей строк сівби з таких міркувань: сума ефективних температур (вище 15 ^оС) з початку сівби до припинення осінньої вегетації повинна скласти 200 - 250 ^оС. Найсприятливішою для входження в зиму фазою розвитку пшениці озимої в кущення (ІІ етап органогенезу). Тому, обираючи строк сівби 2 жовтня, ми враховували нинішній рівень потепління, що склався в умовах сьогодення. Наші підрахунки показали, що температурний режим буде достатнім для того, щоб рослини за період осінньої вегетації встигли утворити 2 - 3 синхронних пагони, а продуктивні стебла сформувались з головних пагонів, а для цього, за достатньої вологозабезпеченості, їх потрібно 40 - 45 діб.

Зважаючи на існуючу тенденцію розвитку посушливих явищ в передпосівний та осінній період останніх років, не бажано проводити сівбу рано та й навіть за оптимальні строки за нестачі продуктивної вологи в посівному шарі ґрунту. Адже за сівби озимих зернових культур в сухий ґрунт, агрономічно неповноцінні опади, (менше 10 мм), зможуть зволожити ґрунт до глибини загортання насіння, спровокувавши цим появу сходів, що можуть потім загинути від нестачі вологи. Тому, в даних випадках, можливі відхилення від оптимального строку сівби 25 вересня у бік допустимо пізніх, але в розумних межах, пам'ятаючи, що за близьких до норми погодних умов зимового періоду озимі, посіяні у пізні строки, не зможуть сформувати нормального стеблостою, будуть забур'яненими і не дадуть повноцінного врожаю.

Виходячи з наведеного вище та враховуючи кліматичні зміни, а також дані урожайності у польових дослідах Синельниківської дослідної станції ІСГСЗ НААН України, за останні роки ми обрали допустимо пізній строк сівби - 2 жовтня. Озимий ячмінь висіяли через тиждень після сівби озимої пшениці - 8 жовтня.

Сівбу проводили звичайним рядковим способом з шириною міжрядь 15 см навісною сівалкою СН - 16. Норма висіву - 4,5 млн. шт. схожих насінин на гектар, що забезпечило формування 600 - 650 продуктивних стебел на 1 м2. Якісно проведена передпосівна культивація паровим культиватором КПС - 4 дала змогу провести сівбу з оптимальною глибиною загортання насіння - 3 - 4 см. Сівбу озимих зернових колосових культур проводили по попереднику чорний пар, а ярого ячменю - кукурудза на зерно. Після сівби провели прикочування грунту кільчасто - зубовими котками. В осінній період в посівах озимих та ранньовесняний період в посівах ярих, а також впродовж їх вегетації, проводили позакореневе підживлення рослин фосфоровмісними препаратами для підвищення морозостійкості посівів й догляд за посівами в період весняно - літньої вегетації з використанням, згідно схем польових дослідів, сучасних засобів захисту рослин. Збирання врожаю проводили методом відбору пробних снопів в фазу повної стиглості.

2.4 Методика проведення досліджень

Дослідження проводились на дослідному полі лабораторії родючості ґрунтів Ерастівської дослідної станції Інституту сільського господарства степової зони НААН України згідно із затвердженим тематичним планом. Постановка польових дослідів виконувалась у відповідності з методикою проведення польових дослідів по вивченню ефективності добрив в агроценозах зернових культур. Форма дослідних ділянок видовжена та прямокутна. Розміщення варіантів у повторенні систематичне в одну смугу. В кінці дослідних ділянок відводили лабораторну смугу, на якій відбирали рослинні зразки, а потім використовували їх для проведення агрохімічних аналізів.

Методика закладання і проведення польових дослідів та виконання аналізів ґрунтових і рослинних зразків відповідали ДОСТ 46 - 2374. Відбір ґрунтових і рослинних зразків проводився згідно з ДОСТ 2762 та загальних вимог до проведення агрохімічних аналізів ДОСТ 29209 - 91. Дослідження базувались на використанні сучасних лабораторних методів аналізу.

Для вивчення особливостей росту, розвитку і формування продуктивності рослин, встановлення закономірностей їх реакції на дози, строки та способи внесення добрив, належного обґрунтування висновків і практичних рекомендацій виробництву використали результати метеорологічних спостережень Комісарівської метеорологічної станції П'ятихатського району Дніпропетровської області, а в польових дослідах проводили біометричні виміри, аналітичні дослідження та агрохімічні аналізи. Дані фенологічних спостережень використовувались при оцінці впливу досліджуваних факторів і погодно - кліматичних умов на розвиток рослин озимих та ярих зернових колосових культур. Біометричні показники пов'язані з визначенням лінійних розмірів рослин визначали за загальноприйнятими для зернових колосових культур методиками. Структурний аналіз проводили згідно методу Майсуряна. При проведені аналітичних досліджень керувались методиками передбаченими національним стандартом.

Висновки про достовірність отриманих аналітичних та врожайних даних робили на основі статистичної вибіркової сукупності за допомогою дисперсійного аналізу, використавши для цього пакет програм Microsoft Excel і Agrostat. Ці методи дали можливість оцінити ступінь точності проведених досліджень і надати змогу визначити достовірність отриманих результатів з виведенням НІР, а також дозволили встановити як пряму дію досліджуваних чинників і використаних агрозаходів, так і їх взаємодію.

Розділ 3. Комплексне використання елементів системи удобрення і хімічних засобів захисту рослин в технології вирощування озимої пшениці та озимого ячменю

Система удобрення кожної без виключення сільськогосподарської культури складається з таких основних елементів: основного, припосівного удобрень та прикореневих і позакореневих підживлень. Обов'язковим агрозаходом є і передпосівна інкрустація насіння. Вегетаційний період озимих культур досить тривалий і внесенням добрив за один агрозахід не можливо в повній мірі забезпечити поживними речовинами рослини на весь період вегетації. Поряд з забезпеченням рослин поживними речовинами стримує подальший ріст продуктивності розвиток збудників хвороб та шкідників. Для того, щоб в більш повній мірі реалізувати генетичний потенціал сучасних сортів, їм, перш за все, потрібно створити сприятливий поживний режим і звести до мінімуму негативний вплив шкідливих організмів і збудників хвороб. В даному випадку не слід забувати й ту просту істину: що нині ще не створена система землеробства, в якій були б відсутні лімітуючі чинники. Про це досить вдало в 1970 році написав відомий англійський вчений агрохімік Дж.У. Кук: «Безперервний розвиток в землеробстві вкрай важливий для прогресу: як тільки досягнуто яке - небудь просування, стає очевидним наступний лімітуючий фактор і його необхідно позбутись з допомогою досліджень». Це ми й намагаємось досягти, розробивши схему польового досліду, в якій поєднуються всі елементи системи удобрення разом з засобами хімічного захисту рослин.

Перш ніж привести схему польового досліду, слід підкреслити, що причини, які стримують одержання високих і сталих врожаїв, завжди були присутні в землеробстві кожного регіону, а їх видовий склад дуже різноманітний. Так, нерідко вони пов'язані з особливостями клімату: в більшості випадків в нашому регіоні з нестачею опадів та нерівномірністю їх розподілу, вимерзанням рослин озимих культур в зимовий період, скорочення тривалості вегетаційного періоду, різкими коливаннями температури й сильною посухою влітку та ін. Змінити клімат в кращу сторону наші наукові дослідження ще не в змозі, а от пристосуватись до них, підвищити адаптивні властивості рослин й стало нашим основним завданням. Саме для цього й була розроблена схема польового досліду, яка наведена в (табл. 10).

В цьому досліді не ставиться за мету проведення удосконалення всіх ланок системи землеробства, а лише тієї з них, яка стосується режиму мінерального живлення рослин. В даній схемі була передбачена передпосівна інкрустація насіння з використанням фосфат мобілізуючого мікробного препарату Поліміксобактерин, за рахунок якого приходить переведення в рухому форму фосфоровмісних сполук ґрунту, а також препарату Антистрес, у якому міститься в водорозчинній формі фосфор - у вигляді дигідрофосфату калію КН₂РО₄. Передбачили також використання мікродобрив в хелатній формі серії Реаком і нового мікродобрива Лан.

Цей дослід проводиться на трьох фонах удобрення: 1 - без добрив; 2 - N30P30K30; 3 - N60P60K30. В ньому передбачено проведення серії позакореневих підживлень: восени перед припиненням осінньої вегетації та в весняно - літній період. Тобто, в даному польовому досліді всі елементи технології використані в комплексі, що дає можливість створити сприятливі умови росту і розвитку рослин впродовж їх вегетації.

Перпендикулярно фонам удобрення згідного розробленої схеми були закладені варіанти польового досліду. В схемі досліду були передбачені всі агрозаходи, які нині широко використовуються в сучасних виробничих умовах, а саме: передпосівна інкрустація насіння різними мікродобривами в хелатній формі, сучасними РРР на гуміновій основі, а також були застосовані препарати, що забезпечують швидке отримання сходів (Деймос) та інтенсивний розвиток кореневої системи на початкових етапах онтогенезу рослин (Антистрес). Впродовж вегетації, розпочинаючи з пізньої осені (для підвищення морозостійкості озимих культур) й продовжуючи в весняно - літній період (для підвищення посухостійкості рослин), було проведено серію позакореневих підживлень, які підвищили адаптацію рослин до несприятливих погодних умов. Слід також відмітити, що передпосівна інкрустація насіння і позакореневі підживлення рослин проводились в комплексі з засобами захисту рослин, що дало змогу не тільки створити сприятливі умови для росту й розвитку рослин. а й захистити їх від пошкоджень шкідниками та збудниками хвороб. Такий комплексний підхід до вирішення поставлених завдань дав змогу отримати вагомі прирости врожаю високої якості, про що свідчать отримані дані наведені в даній НДР.

Таблиця 10. хема внесення добрив в агроценозах озимої пшениці (сорт Куяльник) та озимого ячменю (сорт Основа)

ПРИМІТКА: польовий дослід проводиться на трьох фонах удобрення:

фон 1 - без добрив;

фон 2 - Р30К30 під передпосівну культивацію + N30 в весняне прикореневе підживлення рослин;

фон 3 - Р60К30під передпосівну культивацію + N30 в прикореневе підживлення рослин по мерзлоталому ґрунті.

3.1 Вплив передпосівної інкрустації насіння та різного рівня мінерального живлення на приріст коріння в початкові фази розвитку рослин озимої пшениці

В зернівці пшениці озимої, яка починає інтенсивно проростати, відбуваються біохімічні процеси в двох напрямках: 1) гідроліз запасних речовин ендосперму; 2) синтез структурних елементів нових клітин у зародку.

В ендоспермі вуглеводи (крохмаль) розщеплюються під дією ферментів - амілази, - амілази і мальтози до глюкози. Усі ці продукти гідролізу транспортуються до зони росту зародка. Тут відбуваються синтетичні процеси, які сприяють росту проростка і коренів. В першу чергу, ці продукти гідролізу позитивно впливають на ріст і розвиток первинних корінців. Це дуже важливо, тому що ступінь розвитку кореневої системи рослин обумовлює не тільки життєздатність рослини в цілому, але й впливає на її продуктивність. Численними дослідженнями встановлено, що рослини з потужною кореневою системою виділяються й більш високою морозо - і посухостійкістю, що, в кінцевому підсумку позитивно впливає на її врожайність. Це пов'язано з тим, що коренева система в онтогенезі рослин відіграє надзвичайно важливу роль - вона забезпечує постачання рослин водою та поживними речовинами з ґрунту. Функціонування кореневої системи визначається умовами її оточення, а її життєдіяльність впливає на ріст і розвиток надземної частини рослин. Надземна ж частина, в свою чергу, також впливає на кореневу систему. Цей вплив виявляється в постачанні коріння органічними поживними речовинами, утвореними надземною частиною рослин в процесі фотосинтезу.

Коренева система рослин розвивається з корінців зародка зерна та стеблових корінців. Коли проростає зерно пшениці, можна побачити три добре помітні і два малопомітні корінці. Первинна коренева система, що розвивається з зародкових корінців, цілком забезпечує вимоги рослини щодо постачання її водою і поживними речовинами не тільки на початку онтогенезу, а й в подальшому, коли несприятливі умови оточення затримують розвиток вторинних стеблових корінців.

Рослина озимої пшениці з початком кущення утворює вторинні корінці, але їх утворення відбувається лише за сприятливих умов зволоження. Їх утворення йде з клітин, розміщених в судинному сплетінні вузла кущення. За несприятливих умов вузлові корені можуть і не утворитись. Первинні ж корінці виконують свої функції, як за сприятливих умов зволоження, так і під час посухи. Працями вчених [56, 66] доведено, що первинне коріння функціонує впродовж всього життя рослин. Тому, для підвищення адаптації рослин озимих культур до несприятливих погодних умов і зростання їх продуктивності потрібно, перш за все потрібно стимулювати ріст і розвиток первинної кореневої системи. Це можна здійснити шляхом проведення передпосівної інкрустації насіння.

Спостереження за ростом коріння озимої пшениці в умовах польового досліду показали, що ріст первинних корінців відбувається найбільш швидко в перші дні після з'явлення сходів, так що за добу приріст дорівнював 1 - 2, а іноді й 3 см, в подальшому приріст поступово зменшувався і з початком достигання припинявся зовсім, після чого коренева система починала поступово відмирати.

На інтенсивність росту суттєво впливають різні чинники. Одні з них прискорюють ріст коріння, інші, навпаки, сповільнюють. До чинників, які сповільнюють інтенсивність росту коріння і проростка належать протруйники, які пригнічують не тільки ріст патогенної мікрофлори, а й сповільнюють ріст коренів. Протруєння насіння - це відносно екологічний захід тому, що контакт насіння з ґрунтом незначний. Наприклад, під час польового обприскування рослин у полі на 1 га пестициди контактують із ґрунтом на площі 10000 м². Якщо хімічне оброблювання проводять в рядках, площа контакту становить 500 м². За хімічного протруєння насіння на 1 га пестицид найменшій мірі зв'язаний ґрунтом. В даному випадку тільки 58 м² ґрунту контактує з протруєним зерном. Протруєння насіння зменшує ризик потрапляння протруйника на нецільові організми і не піддається «зносу», що особливо характерно для польових обприскувачів. Але протруйник пригнічує ріст первинних корінців. Для зменшення негативної дії на проросток і первинні корінці нанесеного на насіння протруйника, до складу бакової суміші вводять регулятори росту рослин та мікродобрива в хелатній формі. Результати впливу біологічно активних речовин (поліміксобактерину, мікродобрив в хелатній формі й РРР Деймос) на добовий приріст кореня озимої пшениці наведено в (табл. 11

Таблиця 11. Приріст коріння, (мм), за добу залежно від дії на проростаючи насіння озимої пшениці біологічно активних речовин від з'явлення сходів до кущення

Із даних (табл. 11) чітко видно, що введення до складу інкрустуючої бакової суміші мікробного препарату поліміксобактерину, який сприяє переведенню сполук фосфору у водорозчинну форму та Антистресу, до складу якого входить фосфор у водорозчинній формі й мікродобрив в хелатній формі (Реаком, Лан), які також містять в своєму складі моно фосфат калію сприяє зростанню добового приросту кореневої системи озимої пшениці по відношенню до контролю. В найбільшій мірі це стосується препарату Антистрес, завдяки якому добовий приріст коріння зріст майже втричі. Ці дані переконливо показують важливу роль фосфору на початку онтогенезу для росту кореневої системи.

3.2 Вплив передпосівної бактеризації насіння озимої пшениці та озимого ячменю на мобілізацію в ґрунті рухомого фосфору та ріст кореневої системи рослин

Із джерел наукової літератури відомо, що у кожному грамі ґрунту функціонують мільярди клітин мікроорганізмів, видове різноманіття яких сягає більше 4 тис. видів. Серед них значна їх кількість позитивно впливає на вміст в ґрунті рухомих форм поживних речовин і ріст рослин. Однак, суттєва частина компонентів мікробного ценозу, навпаки, здатна пригнічувати розвиток рослинного організму шляхом виділення відповідних метаболітів (супресивна мікрофлора), а також викликати захворювання (фітопатогенні мікроорганізми) рослин. Це викликає необхідність проведення суттєві корекції складу мікробного угрупування в ризосфері сільськогосподарських рослин. Таку корекцію можна провести шляхом бактеризації насіння мікробними препаратами серед яких чільне місце займає Поліміксобактерин. Завдяки такому агрозаходу можна поліпшити мінеральне живлення рослин на початкових фазах їх розвитку.

Це пов'язано з тим, що ризосферні мікроорганізми відіграють особливо важливу роль в забезпеченні рослинного організму рухомими формами поживних речовин. В існуючих у ХХ столітті системах землеробства біологічна суть виникнення і відтворення родючості ґрунтів під впливом ризосферної мікрофлори на кореневе живлення практично не бралось до уваги. Виконаними дослідженнями було встановлено, що використання лише одних мінеральних добрив може привести до перетворення ґрунту із «живого тіла» (за виразом В.В. Докучаєва) у субстрат для вирощування рослин. Це й зумовило розвиток деградаційних процесів у ґрунті, які отримали нині широке розповсюдження на орних землях. В даній ситуації важливим напрямком відтворення біологічної активності ґрунту є інтенсифікація окремих мікробіологічних процесів у орному шарі ґрунту, в якому зосереджені майже основна частина кореневої системи рослин. Коріння рослин, як відомо, знаходяться в щільному оточенні ґрунтових мікроорганізмів, які утворюють своєрідний «чохол» в ризосфері і є трофічним посередником між ґрунтом і рослиною. При цьому вони формують комфортні умови для живлення рослинного організму. З одного боку, повноцінні мікробні угрупування сприяють активній міграції поживних речовин до коренів, оскільки саме мікроорганізми (через ланцюги бактеріальних клітин, гіфи і міцелій мікроскопічних грибів) забезпечують контакт кореневої системи з віддаленими ґрунтовими агрегатами, на яких адсорбовані поживні речовини. З іншого боку, ризосферні мікроорганізми перетворюють недоступні для рослин сполуки у мобільні, водорозчинні, які легко засвоює рослина. Це пов'язано з тим, що мікроорганізми, за рахунок своїх кореневих виділень та інтенсивної ферментативної діяльності, переводять слаборозчинні сполуки в розчинні.

В останні десятиліття особливого значення набули наукові праці, спрямовані на створення біопрепаратів на основі мікроорганізмів, які здатні трансформувати важкорозчинні сполуки фосфору в доступні для рослин форми. Пояснюється це різким зменшенням застосування мінеральних фосфорних добрив. В результаті такі умови господарювання, що склалися нині в господарствах з різними формами власності, призвели до істотного зниження агрохімічних показників родючості ґрунту. При цьому нинішня ситуація є, певною мірою, парадоксальною: в чорноземних ґрунтах валові запаси фосфору значні, але доступність його для рослин сильно обмежена. Тому одним із найважливіших завдань агрономічної науки є розробка таких шляхів поліпшення живлення рослин, які б підвищували доступність рослинам ґрунтового фосфору. Виходом з цієї критичної ситуації є створення і застосування ефективних препаратів на основі мікроорганізмів, що здатні до ферментативного або метаболічного (внаслідок продукування певних метаболітів) перетворення важкорозчинних ґрунтових фосфатів у розчинні форми.

Фосфатмобілізувальні мікроорганізми гідролізують ферментативним шляхом органічні форми фосфатів, кількість яких є інколи досить високою в чорноземних ґрунтах і, певною мірою, покращують фосфорне живлення інокульованих рослин. Крім того, мікробні метаболіти активно розчиняють мінеральні фосфати ґрунтів, переводячи їх із запасного пулу в метаболічний. Дієвим супутником інтродукованих мікроорганізмів є біологічно активні сполуки, які забезпечують рістстимулювальний ефект для рослин.

До бактеріальних препаратів, які здатні проявляти фосфор мобілізаційну активність, належить Поліміксобактерин. Цей препарат створено на основі фосфатмобілізувальної бактерії Pacnibacillus polymyxa КВ, яка активізує фосфорне живлення рослин. Даний препарат представляє собою рідину коричневого кольору (суспензія бактерій) зі специфічним запахом. Норма його витрат - 150 - 180 мл на гектарну норму насіння. Мікробіологічна активність мікроорганізмів залежить від їх кількості. Тому виникла необхідність в проведені порівняльної оцінки мікробіологічної активності різних доз мікробного препарату Поліміксобактерину використаного для проведення передпосівної бактеризації насіння.

З цією метою в лабораторному досліді була проведена порівняльна оцінка ефективності поліміксобактерину, внесеного в одинарній, подвійній і потрійній дозі. В ґрунті (в ризосферній частині) визначали вміст рухомих форм фосфору за методами Чирикова і Карпінського - Зам'ятиної. Отримані результати свідчать, що найбільше зростання вмісту рухомих форм фосфору спостерігалось при нормі витрат препарату 180 мл на гектарну норму. Збільшення норми внесення препарату до подвійної, а, тим більше, до потрійної - не доцільне (табл. 12).

Таблиця 12. Вплив передпосівної бактеризації насіння озимої пшениці мікробним препаратом Поліміксобактерин на вміст рухомих форм фосфору в ґрунті в залежності від норм використання препарату (мг/100 г ґрунту), 2013 р.

Крім мобілізації фосфатів ґрунту фосфатмобілізувальна бактерія Pacnibacillus polymyxa КВ Поліміксобактерину є активним продуцентом фітогормонів, тому препарат можна вважати ріст стимулюючим. Поліміксобактерин має стійкі до впливу зовнішніх факторів бактеріальні спори, через що можливе його поєднання з обробкою насіння пестицидами. Це значно розширює можливості його застосування.

Передпосівна бактеризація насіння озимої пшениці та озимого ячменю мікробним препаратом Поліміксобактерином сприяє інтенсивному росту кореневої системи, за рахунок чого відбувається збільшення охопленого нею ґрунту. В меншій мірі даний чинник вплинув на довжину проростків, і, що також важливо, під його впливом не проходить переростання рослин в осінній період вегетації і не відбувається зниження морозостійкості рослин. Також завдяки дії поліміксобактерину суттєво зросла й маса коренів (табл. 13).

Отримані результати свідчать про те, що гектарну посівну норму для озимої пшениці (250 - 280 кг насіння) потрібно обробляти нормою поліміксобактерину, не вищою за 180 мл.

У разі нанесення такої дози препарату на насіння «навантаження» мікроорганізмів на одну насінину становить від 100 тис. до 500 тис. бактеріальних (грибних) клітин, тобто, частка інтродукованого мікроорганізму сягає майже 99% мікробного пулу епіфітів насіння. В даному випадку він є домінуючим. За таких умов корисний мікроорганізм фосфатмобілізувальної бактерії Pacnibacillus polymyxa КВ має всі шанси перемогти в конкурентній боротьбі з іншими ґрунтовими мікроорганізмами (захопити нішу) і сформувати повноцінну мікробно - рослинну асоціацію. Збільшення дози внесення мікробного препарату Поліміксобактерину до суттєвого зростання вмісту в ґрунті рухомих форм фосфору не приводить і значних змін в біометричних показниках не викликає.

Таблиця 13. Вплив передпосівної бактеризації насіння озимої пшениці на біометричні показники рослин на початку їх онтогенезу

На основі проведених досліджень можна зробити висновок - доза мікробного препарату Поліміксобактерину для передпосівної бактеризації насіння не повинна перевищувати 180 мл на гектарну норму посівного матеріалу озимих зернових колосових культур.

3.3 Вплив передпосівної інкрустації насіння та осіннього позакореневого підживлення на підвищення адаптації озимих зернових культур до несприятливих погодних умов осінньо - зимового періоду

В онтогенезі озимих зернових культур надзвичайно важливим є осінній період вегетації. Восени на початкових етапах розвитку рослин закладається потенціал урожайності, стійкість до низьких температур та їх коливання протягом вегетації, загальна стійкість рослин до різних несприятливих та стресових умов. Від його тривалості, умов зволоження та суми ефективних температур, яку встигають набрати рослини озимих культур за цей період, залежить їх продуктивність. Це пов'язано з тим, що вищезазначені показники суттєво впливали на формування надземної маси та кореневої системи рослинами озимих зернових культур в осінній період. Також належне кущення рослин озимих зернових культур восени дозволяє їм навесні утворювати добре розвинені пагони. Важливість осіннього періоду полягає ще й в тому, що впродовж нього проходить загартування рослин озимих культур до несприятливих умов зимівлі.

Отже, осінь - дуже відповідальний період в онтогенезі озимих зернових культур, оскільки в цей час у них відбувається формування органів рослин, проходить нагромадження запасних речовин, які взимку захищають вузол кущення від морозів. Тому від погодних умов, які складуться в осінній період, залежить повнота загартування рослин і ступінь підготовки їх до умов зимівлі.

Зміни ж клімату, що спостерігаються на території степової зони України в останні десятиріччя, значною мірою стосуються осіннього періоду, який став тривалішим і теплішим в порівнянні з минулими роками. Не винятком була й осінь 2012 року, яка видалась теплішою за звичайну. Слід відмітити, що така осінь не є унікальною в історії метеорологічних спостережень. За даними однієї з найстаріших метеорологічних станцій України (Комісарівської, розташованої в П'ятихатському районі Дніпропетровської області), схожі температурні умови були восени 1960, 1969, 1979, 1981, 1982, 1989, 1990, 1996, 2000 та 2006 років. Однак, за таких високих температур, які б у жовтні переходили позначку +24оС, в ці роки не було.

Теплий осінній період з підвищеними температурами повітря та рясні дощі цього року створили сприятливі умови для отримання дружніх сходів, росту і розвитку озимих зернових культур. Проте, тривала, тепліша за звичайну погода з незначними добовими амплітудами температури повітря та достатнім зволоженням ґрунту, призвели до переростання посівів, особливо при ранніх строках сівби. На більшості таких площ висота рослин, висіяних на початку вересня, досягли позначки 35 - 40 см (за оптимальної наприкінці осінньої вегетації - 22 - 25 см). Спостереження, проведені на дослідній станції восени 2012 року, наочно демонструють вплив строків сівби на розвиток рослин озимої пшениці і озимого ячменю (табл. 14).

Вони свідчать, що сівба озимої пшениці 5 вересня забезпечила значний приріст вегетативної маси (станом на 11 жовтня - 38 см), порівняно з сівбою 17 вересня (23,3 - 25,6 см), то ж в умовах теплої і вологої осені ці рослини, скоріш за все, переростуть, що може негативно позначитись на їх перезимівлі. Ймовірність же переростання рослин озимого ячменю, сівба якого проводилась 25 вересня і, особливо, 2 жовтня - незначна. Це також стосується і озимої пшениці, сівба якої проведена 2 жовтня 2012 року.

Причому, за однакових строків сівби, найбільший вплив на ріст і розвиток рослин озимих культур мав попередник. Зокрема, чорний пар створював для рослин кращі умови, ніж зайнятий пар, що й позначилось не тільки на збільшенні висоти, а й позитивно вплинуло на інші морфологічні ознаки рослин.

Таблиця 14. Зміни біометричних показників рослин озимих культур залежно від строків сівби і попередника станом на 11.10.2012 року

ПРИМІТКА: посіви озимих зернових культур різних строків сівби були проаналізовані в трьох лабораторіях (родючості ґрунтів, землеробства, агротехніки вирощування ярих зернових культур).

Переростанню посівів озимих культур восени 2012 року сприяли не лише теплий температурний режим і ранні строки сівби, а й високий вміст нітратного азоту в орному шарі ґрунту внаслідок нітрифікацій них процесів, що проходили в ґрунті в умовах сприятливої вологості та теплої погоди. Завдяки інтенсивному розвитку амоніфікуючих та нітрифікуючи бактерій активно відбувається мінералізація гумусу, що й поповнило запаси ґрунту мінеральними формами азоту.

Такі погодні умови сприяли продовженню вегетації й переростанню посівів з раннім строком сівби, тому, на нашу думку, не виключена можливість подальшого переростання посівів із оптимальними строками сівби. При позитивних температурах запасні речовини (в т. ч. водорозчинні вуглеводи) будуть не нагромаджуватись у рослині, підвищуючи таким чином її зимостійкість, а, навпаки, витрачатимуться на формування біомаси. За таких обставин вузол кущення збіднюватиметься на водорозчинні вуглеводи, а в цитоплазмі клітин зменшиться концентрація поживних речовин, що призведе до різкого падіння осмотичного тиску і зниження стійкості посівів до низьких температур в зимовий період.

За таких умов осінньої вегетації виникає питання: які можуть бути наслідки переростання озимих культур і як їх можна уникнути? Якщо відповісти коротко, то можна із впевненістю сказати, що це, насамперед, призведе до зниження рівня загартованості рослин восени і негативно позначиться на їх виживанні взимку.

Щоб захистити рослини від таких негативних фізіологічних змін в їх організмі, необхідно дотримуватись науково - обґрунтованих рекомендацій щодо строків сівби для степової зони, які були визначені ІСГСЗ НААН України. Насамперед, це стосується посівів озимого ячменю, який серед озимих колосових культур є найменш морозостійким. Він гине вже при зниженні температури біля вузла кущення до - 12 - - 14 ^оС. Особливо різко знижується його стійкість проти низьких температур та інших несприятливих умов зимівлі за ранніх строків сівби. Це пов'язано з тим, що в ячменю коротка стадія яровизації становить лише (35 - 40 днів), що майже на 15 - 25 діб менше, ніж у озимих пшениці та жита (до 50 - 65 днів). Також досить сильно шкодить озимому ячменю різка зміна температур у зимовий і ранньовесняний періоди. За ранніх строків сівби він швидко росте і переростає, особливо при розміщенні його після кращих попередників; також ячмінь втрачає зимостійкість при запізнілій сівбі, коли його рослини виходять в зиму недорозвиненими зі зниженою концентрацією моноцукрів в цитоплазмі клітин.

Науковий досвід і виробнича практика показують, що озимий ячмінь найкраще розвивається і витримує низькі температури при його сівбі через 10 - 12 днів після висівання озимої пшениці в оптимальні строки або під кінець оптимальних строків її сівби. Також доречним було б тут відмітити, що районовані сорти ячменю слід висівати на 5 - 7 днів раніше, ніж сорти «дворучки», яким властиве сильне переростання.

Знижують свою морозостійкість при переростанні й рослини озимої пшениці, але меншою мірою, порівняно з озимим ячменем. У них також відбувається зниження вмісту вуглеводів у вузлі кущення, підвищується вміст води в клітинах меристематичних тканин і як результат - зниження зимостійкості, що веде до значного випадання рослин, зрідженості посівів або, навіть, повної їх загибелі. Отже, надзвичайно важливою умовою отримання високих врожаїв є добра перезимівля озимих культур, високий рівень їх загартування з осені, особливо це стосується високо інтенсивних сортів, зимостійкість яких нерідко буває недостатньою для навіть середньо сурових зим. Дія низьких температур у зимовий період проявляється не тільки у загибелі частини рослини чи пагонів, а й у зниженні продуктивності рослин, що перезимували. Причому, вона більша у сортів з меншою морозостійкістю і високою продуктивністю. Із підвищенням потенційної врожайності сортів зимостійкість їх зменшується. Спостерігається стійка негативна кореляція між зимостійкістю та урожайністю. Фізіолого - біохімічні процеси та анатомо - морфологічні ознаки, що обумовлюють високу зимостійкість (помірно рослість, ксеноморфна структура рослин, знижена активність ферментних систем) йдуть у розріз з ознаками, характерними для рослин високої продуктивності (висока інтенсивність процесів росту і розвитку, активне використання енергетичних речовин, широкі листки, товсте стебло, крупний колос та зерно). Тому агротехнічні заходи, направлені на підвищення морозостійкості, в першу чергу, потрібно використовувати в посівах інтенсивних сортів озимих культур.

В арсеналі боротьби з переростанням озимих культур часто можна бачити і такі засоби, як використання восени інгібіторів росту (ретардантів). Але дані препарати не забезпечують отримання очікуваних результатів, бо дія інгібіторів росту, як правило, направлена не на гальмування ростових процесів (які здійснюються за рахунок поділу клітин апікальних та інтеркалярних меристематичних тканин), а лише на зменшення довжини міжвузлів. У цьому разі стримати вегетативний ріст рослин та нагромадити достатню кількість запасних поживних речовин, яких би вистачило на весь період зимівлі, допоможе проведення осіннього позакореневого підживлення. Справа в тому, що збалансоване мінеральне живлення восени сприяє кращому розвитку та підготовці рослин до перезимівлі, створює запас мікроелементів для забезпечення ними рослин на початку весняної вегетації.

Необхідність проведення осіннього позакореневого підживлення озимих культур виникла з таких причин: 1) у своєму розвитку озимі проходять досить тривалий період анабіозу (призупинення вегетації), який припадає на зиму; 2) враховуючи кліматичні умови України, у цей період можливий такий збіг погодних умов, за яких рослини мають суттєвий ризик загибелі, знаходячись у пригніченому стані, що призводить до значних втрат врожаю. Насамперед, такими небезпечними чинниками є тривала відлига з наступним різким похолоданням і суттєвими морозами та відсутністю снігового покриву. Особливо великим є ризик загибелі значної частини посівів, якщо рослини входять в зиму ослабленими, зі слаборозвиненою кореневою системою.

Тому слід особливо доцільно приділяти увагу осіннім заходам, що спрямовані на підготовку рослин до зимівлі: 1) підвищення зимостійкості; 2) стимуляція розвитку кореневої системи; 3) забезпечення рослин необхідним комплексом поживних елементів. Для цього виконують передпосівну інкрустацію насіння з введенням до складу бакової суміші водорозчинних сполук фосфору, які будуть сприяти інтенсивному росту первинних корінців, про що вже ми повідомляли вище, та проведення обприскування рослин необхідним комплексом поживних речовин з обов'язковим введенням в склад бакової суміші водорозчинної фосфоровмісної сполуки КН₂РО₄.

Позакореневе підживлення спеціальними водорозчинними фосфорно - калійними добривами з високим вмістом в них двох дуже важливих поживних елементів - фосфору й калію в складі монофосфату калію КН₂РО₄, який серед всіх відомих нині фосфоровмісних сполук є найбільш розчинним і доступним для рослин. Оптимальне забезпечення рослин цими двома елементами живлення в осінній період - необхідна умова для формування їх високої загартованості. У результаті такого позакореневого підживлення рослин в цей період вони переорієнтовуються з білкового (ростові процеси) на вуглеводневий синтез, завдяки чому відбувається гальмування вегетаційного росту, зростає продуктивне кущення, збільшується вміст водорозчинних вуглеводів у тканинах озимих культур і, особливо, в їх вузлах кущення. У кінцевому підсумку підвищується зимостійкість і морозостійкість рослин.

Слід відмітити, що для підвищення загартованості озимих культур в осінній період нині використовують ще й такі препарати, як епін, циркон, ампіон і кризорцин. Але їх ефективність суттєво нижча в порівнянні з використанням водного розчину КН₂РО₄. Вперше запропонував використовувати цей розчин для підвищення морозостійкості озимих сільськогосподарських культур (озимої пшениці, озимого ячменю в фазі 2 - 3 пагони, озимого ріпаку в фазі 4 - 6 справжніх листків) Н.П. Юмашев (2007). Однак, використання згаданого засобу не забезпечує ефективної морозостійкості вище названих озимих культур через такі наслідки:

1) слабка проникність катіонів калію і гідро - фосфат аніонів крізь біологічну мембрану клітин листків цих культур;

2) після висихання в. р. КН2РО4 на поверхні листків проходить кристалізація і відбувається здування вітром утворених кристалів, що, в свою чергу, знижує коефіцієнт використання рослинами калію та фосфору.

В зв'язку з цим, виникла необхідність в усуненні вище згаданих недоліків, які були усунені завдяки використанню для досягнення поставленої мети вітчизняного препарату «Антистрес» дозою 1,7 кг/га. Використання препарату (під торговою маркою «Антистрес»), до складу якого входить комплекс компонентів, а саме: 1) комплексний полімерний препарат Марс EL, який містить плівко утворювач, продукти метаболізму симбіотичного гриба - ендофіта: ауксини, цитокініни, гібереліни, ненасичені жирні кислоти та гумат калію і натрію; 2) гліцерин; 3) диметилсульфоксид; 4) КН2РО4.

Кожен з вище зазначених компонентів після проведення позакореневого підживлення виконує свою відповідну функцію:

1) Марс EL виключає осипання, здування з листостебельної маси нанесених компонентів препарату «Антистрес» та сприяє, за рахунок гумінових складових, інтенсивному поділу клітин меристематичних тканин молодих рослин;

2) завдяки КН₂РО₄ проходить нагромадження в клітинах вузла кущення водорозчинних вуглеводів, що викликає підвищення концентрації клітинного соку і запобігає внутрішньоклітинному замерзанню, в рослинах розвивається дрібноклітинність, що підвищує їх адаптивні властивості, проходить інтенсивний розвиток кореневої системи, яка проникає в більш глибокі шари ґрунту, глибше залягає й вузол кущіння;

3) гліцерин зменшує кількість води за рахунок зростання гідрофільності колоїдів;

4) диметилсульфоксид затримує руйнування біооксидантів в умовах низькотемпературного стресу, підвищує гнучкість та еластичність мембран, тим самим сприяє проникненню компонентів препарату «Антистресу», а саме катіонів калію та фосфат - аніонів через біологічні мембрани в середину цитоплазми клітин.

В результаті такої комплексної дії на рослину компонентів препарату «Антистрес» відбувається підвищення морозостійкості озимих сільськогосподарських культур за рахунок зростання сирої та сухої маси рослин, кількості зв'язаної води і накопичення в вузлах кущення вуглеводів.

Підтвердженням зростання морозостійкості озимої пшениці після проморожування монолітів даної культури, відібраних в січні місяці в польовому досліді ЕДС ІСГСЗ НААН України, яке було проведено в морозильних камерах Інституту рослинництва НААН ім. В.Я. Юр'єва при температурі -15оС на вузлі кущення з експозицією 6 годин після попереднього загартування, наведені в (табл. 15) дані.

Таблиця 15. Результати відрощування монолітів озимої пшениці після проморожування при температурі -15 ^оС (експозиція 6 годин після попереднього загартування)

Із даних, наведених в (табл. 15), видно доволі високу роль препарату «Антистрес» в підвищенні рівня виживання рослин після впливу на них екстремальних умов проморожування в морозильних камерах.

В даному випадку слід підкреслити, що внесення в ґрунт фосфоровмісних добрив в осінній період, коли температура ґрунту на глибині залягання кореневої системи значно нижча від оптимальної, відбувається різке зниження засвоєння наявних поживних елементів з ґрунтового розчину. Отже, осіннє позакореневе підживлення рослин препаратом «Антистрес» забезпечує рослину фосфором і калієм в період, коли в цих елементах живлення виникає велика потреба. Тому в цей період даний агрозахід набуває дуже важливого, а іноді - і ключового значення.

Комплексне поєднання передпосівної інкрустації насіння та осіннє позакореневе підживлення рослин позитивно вплинуло на польову схожість насіння та сприяло формуванню близької до оптимальної густоти стояння рослин. Наявність в складі бакової суміші поряд з протруйником РРР, мікроелементів в хелатній формі та біологічно активних речовин, сприяли зниженню токсичної дії пестициду на проросток насінини і, таким чином, збільшили польову схожість в порівнянні з контрольним варіантом, про що свідчать дані, наведені в (табл. 16).

За рахунок передпосівної інокуляції насіння мікробним препаратом поліміксобактерин польова схожість насіння в порівнянні з контролем зросла на 1.5%. Препарат «Антистрес» збільшив цей показник на 5,7%. Зростання показника польової схожості насіння за рахунок препарату Деймос та Мікродобрива Реаком були близькими і варіювали в межах 1,7 - 2.6%. Проміжне положення між ними займало нове мікродобриво лан. За рахунок зростання польової схожості насіння відбулося й збільшення густоти стояння рослин в період повних сходів (табл. 16).

За даними А.І. Задонцева, В.І. Бондаренка, Г.Р. Пікуша в північній та центральній частинах Степу України найвищою продуктивністю та морозостійкістю характеризуються рослини, які до настання зими встигають утворити 3 - 5 пагонів. Щоб мати таку кількість пагонів необхідно 50 - 60 днів при сумі ефективних (вище +5 ^оС) температур повітря 300 - 350 ^оС. За таких умова посіви встигають накопичити на час зимівлі достатню кількість пластичних речовин, завдяки чому мають змогу краще протистояти жорстким умовам як зимового, так і послідуючого весняно - літнього періодів вегетації. Така підготовка рослин до несприятливих погодних умов дуже важлива, оскільки нині не тільки в степовій, але й в інших ґрунтво - кліматичних зонах почастішали несприятливі й екстремальні фактори та стресові явища (повітряні і ґрунтові посухи, спека, холод, різкі перепади температур, нерівномірність волого забезпечення по фазах росту і розвитку й етапах органогенезу рослин та ін.), які негативно, а часто навіть згубно, діють на рослини.

Таблиця 16. Польова схожість насіння та густота рослин пшениці озимої і озимого ячменю в залежності від передпосівної інкрустації насіння і позакореневого підживлення рослин

Одержання високої і стабільної врожайності озимих культур за таких несприятливих погодних умов у великій мірі залежить від адаптивних властивостей і рівня опірності рослинних організмів несприятливим чинникам середовища. Завдяки отриманій адаптації підвищується сталість внутрішнього стану організму навіть у тому випадку, якщо параметри деяких чинників, наприклад, холоду чи спеки, виходять за межі оптимальних.

В осінньо - зимовий період почастішали випадки загибелі озимих від вимерзання. Так, за 62 роки (1950 - 2012 рр.) загибель озимих культур відмічалась 36 разів. Найбільшою вона була в 1956 р. - 47,3%; в 1960 р. - 45,8%; 1976 р. - 41,6%; 2003 р. - 85%.

На зимостійкість великий вплив мають загальний рівень культури землеробства і цільові агротехнічні заходи, а саме: кращі попередники, вчасний і якісний обробіток ґрунту, дотримання оптимальних строків сівби і норми висіву, глибина загортання насіння, дози і строки внесення добрив та співвідношення в них основних елементів живлення.

Проте, навіть належне дотримання агротехнологій не завжди забезпечує нормальну перезимівлю рослин. Визначальними бувають генетична основа і біологічні властивості сортів. Аналіз показує, що в товарообігу ще знаходиться частина сортів пшениці озимої із середньою і низькою морозо- і зимостійкістю, які в несприятливі для перезимівлі роки можуть повністю загинути або зріджуватися, наносити значні збитки товаровиробникам.

Але не завжди вдається культивувати сорти з підвищеною та середньою морозо- і зимостійкістю, оціненою не нижче шести балів, які при належному загартуванні витримують температуру на глибині вузла кущення до -17..-18 ^оС. Тому проблема боротьби зі стресовими умовами і підвищення стійкості рослин до них має велике загальнодержавне теоретичне і практичне значення.

В зв'язку з цим нами була поставлена мета: розробити спосіб підвищення стійкості рослин озимих зернових культур до несприятливих погодних умов осінньо - зимового періоду вегетації. Для втілення у життя поставленої мети нами було проведено осіннє позакореневе підживлення рослин озимих культур водним розчином препарату «Антистрес», основна мета якого - сприяння розвитку потужної кореневої системи, кращому накопиченню пластичних речовин (цукрів, амінокислот), підвищенню зимостійкості рослин.

Збалансоване мінеральне живлення восени сприяє найкращому розвитку та підготовці рослин до перезимівлі. Належне кущення озимих зернових культур восени дозволяє навесні утворювати добре розвинені пагони. Восени також дуже важливим є стримування переростання рослин і сприяння формуванню міцної глибоко проникаючої в ґрунт кореневої системи.

Отримання високої і стабільної врожайності зерна озимої пшениці та озимого ячменю, особливо в несприятливих і екстремальних умовах, у великій мірі залежить від адаптивних властивостей і рівня опірності рослинних організмів несприятливим факторам зовнішнього середовища.

Адаптивні властивості озимих культур характеризуються здатністю їх рослин здійснювати свої основні життєві функції в несприятливих умовах середовища й утворювати господарсько - цінний врожай. Завдяки адаптації підтримується сталість внутрішнього стану організму навіть у тому випадку, якщо параметри деяких чинників навколишнього середовища виходять за межі оптимальних.

В адаптації рослин до несприятливих погодних умов визначальну роль відіграють генетична основа і біологічні властивості сортів. Однак, як показує виробнича практика, створені за цими властивостями сорти мають неоднаковий ступінь стійкості. Аналіз показує, що в товарообігу ще знаходиться частина сортів озимих зернових культур із середньою і низькою морозо- і зимостійкістю, які в несприятливі для перезимівлі роки можуть повністю загинути або зріджуватися. В зв'язку з цим, культивувати потрібно сорти з підвищеною та середньою морозо- і зимостійкістю, оціненою не нижче шести балів або ті, які при належному загартуванні витримують температуру на глибині вузла кущення до -17,0…-18,0 ^оС. Однак, нажаль, чисельність таких сортів ще невелика, а на виведення нового сорту потрібно 5-6 років. Тому, розробка способів підвищення морозостійкості сортів озимої пшениці та озимого ячменю є надзвичайно актуальним питанням, яке потребує негайного вирішення. На зимостійкість великий вплив мають загальний рівень культури землеробства і цільові агротехнічні заходи. Над вирішенням цієї проблеми й були зосереджені наші зусилля.

Найбільш ефективним способом, за допомогою якого можна провести підвищення морозостійкості рослин озимих зернових культур до несприятливих погодних умов, є оптимізація мінерального живлення рослин. Ця проблема набуває особливої актуальності в умовах сьогодення через зростання цін на енергоносії, добрива, зниження родючості ґрунтів, погіршення режиму живлення, зокрема фосфором, що й обумовлює зменшення врожайності та якості зерна пшениці озимої.