Національна академія аграрних наук україни державна установа інститут сільського господарства степової зони на правах рукопису гирка анатолій дмитрович «324»/.«321»: 631. 5



Сторінка3/46
Дата конвертації09.03.2016
Розмір6.06 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   46



ВСТУП

Головним напрямом аграрної політики є забезпечення населення продуктами харчування, основою якого є виробництво зерна сільськогосподарських культур. У вирішенні цієї проблеми в Степу України вирішальна роль належить озимим та ярим зерновим культурам, які є найбільш продуктивними і цінними за біологічними властивостями. У світовому землеробстві за посівними площами та валовим збором зерна вони посідають перше місце. Озимі і ярі форми пшениці, ячменю, а також вівса відзначаються цілим рядом позитивних кормових і харчових властивостей, використовуються в різноманітних галузях сільського господарства і переробної промисловості, а за біохімічними якостями зерна – і в технічній сфері.

До недавнього часу ефективність технології оцінювалась за двома головними показниками – урожайністю зерна та економічною ефективністю його вирощування. На нинішньому ж етапі використання виробничих ресурсів і в зв’язку зі створенням сортів нового покоління, які відзначаються різною адаптивністю до умов навколишнього середовища і реакцією на зміну агротехнічних заходів, технологія повинна враховувати біологічні особливості кожного сорту, тобто базуватися на принципах сортової енергозберігаючої технології.

Актуальність теми. Важливим резервом підвищення продуктивності сільськогосподарських культур, зокрема озимих та ярих форм пшениці, ячменю, а також вівса і стабільного нарощування обсягів зерновиробництва є широке впровадження нових сортів різного напряму використання, які відзначаються високою зимо-, морозо- та посухостійкістю, а також потенціалом врожайності та якості зерна. В зв’язку з цим, актуальним аспектом використання у виробництві нових сортів є розробка нових та удосконалення існуючих прийомів їх вирощування, властивих конкретним біологічним типам. У комплексі агротехнічних заходів провідне місце займають попередники, строки сівби, системи живлення та захисту рослин.

Вагомий внесок у вирішення проблеми збільшення врожайності та поліпшення якості зерна озимих і ярих зернових культур в різні роки зробили такі вчені як А. І. Задонцев, В. І. Бондаренко, З. Б. Борисонік, Г. Р. Пікуш, В. Г. Нестерець, А. В. Черенков, І. Д. Ткаліч, Л. Ф. Демішев, А. Г. Мусатов, С. М. Каленська, М. А. Бобро, І. І. Ярчук, М. І. Пихтін, Ю. Я. Сидоренко, М. М. Солодушко та багато інших. Проте, за нинішніх умов глобального потепління і погодно-кліматичних змін актуальним є обґрунтування і розробка заходів послаблення негативного впливу різких перепадів температур та дефіциту ґрунтової вологи. Важливе значення має пошук шляхів оптимізації умов вирощування рослин різних біотипів, а також дослідження адаптивних функцій і агроценотичної стійкості новостворених сортів, оптимізація обсягів виробництва озимих та ярих форм колосових культур в конкретних ґрунтово-екологічних зонах і підзонах Північного Степу.

В сучасних соціально-економічних умовах господарювання, які посилюються кліматичними змінами, розробка та впровадження сортової агротехніки вирощування найбільш адаптованих озимих і ярих форм пшениці, ячменю, а також вівса в конкретних ґрунтово-кліматичних умовах та розробка ресурсозбережних елементів технологій на основі найповнішого використання біологічного потенціалу рослин має практичний інтерес і є актуальною проблемою для сучасного рослинництва.

Дисертаційна робота спрямована на вирішення науково-практичних проблем щодо теоретичного обґрунтування та розробки агробіологічних основ оптимізації таких факторів як: попередники, обробіток ґрунту, удобрення, строки і способи сівби, норми висіву, глибина заробки насіння, захист посівів від шкідників, хвороб та бур’янів для створення сприятливих режимів вирощування сучасних сортів озимих і ярих зернових культур різного напряму використання, що забезпечить збільшення виробництва зерна, підвищення конкурентоспроможності вирощеної продукції і поліпшення економічної ситуації в галузі зерновиробництва.



Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження за темою дисертації виконували за тематичними планами ДУ Інститут сільського господарства степової зони НААН України (до 2011 р. – Інститут зернового господарства УААН) у відповідності з державною науково-технічною програмою «Зернові культури» (2006-2010 рр.), за завданнями: «Виявити фізіологічні та біохімічні процеси формування високопродуктивних агробіоценозів у посівах озимих зернових культур та здійснити їх біоенергетичну та економічну оцінку для степової зони» (номер державної реєстрації 0107U004369); (2011-2015 рр.), за завданням: «Розробити теоретичні основи формування високопродуктивних агроценозів ярих зернових колосових і зернобобових культур та виявити ефективні технологічні прийоми підвищення їх продуктивності» (номер державної реєстрації 0111U004707).

Мета і задачі дослідження. Розробити нові та удосконалити існуючі основні прийоми і технологічні системи вирощування сучасних сортів озимих і ярих форм пшениці, ячменю та вівса, які б ґрунтувались на використанні біологічного потенціалу культур та застосуванні ресурсозбережних технологій у зоні Північного Степу.

Для досягнення поставленої мети і реалізації робочої гіпотези передбачалось вирішення наступних задач:

– надати теоретичне обґрунтування основним показникам зерновиробництва озимих і ярих форм зернових культур, визначити діапазон їх варіювання та виявити можливі шляхи стабілізації виробництва зерна;

– визначити закономірності росту, розвитку рослин та формування продуктивності сучасних сортів озимих і ярих форм пшениці, ячменю, залежно від основних технологічних прийомів;

– обґрунтувати принципи добору сортів озимих і ярих зернових культур для використання їх в сучасних технологіях вирощування;

– з’ясувати вплив попередників, системи обробітку ґрунту та удобрення на водно-фізичні властивості ґрунту, зміну рівня водоспоживання рослин, формування кореневої системи і зернової продуктивності та якості озимих і ярих форм пшениці, ячменю, а також вівса;

– на основі узагальнення результатів досліджень визначити оптимальні строки сівби та густоту стояння рослин озимих і ярих зернових колосових культур;

– виявити реакцію рослин сортів колосових культур на різні попередники, обробіток ґрунту, дози внесення добрив та систему захисту в агроценозі;

– розробити нові й удосконалити існуючі технології вирощування сортів озимих і ярих форм пшениці, ячменю та вівса різного напряму використання на засадах інтенсифікації та ресурсозбереження;

– визначити серед досліджуваних видів добрив форми, застосування яких сприятиме збільшенню врожаю та зниженню витрат на їх внесення;

– з’ясувати процеси формування покриття поверхні ґрунту рослинними рештками і визначити їх роль в регуляції гідротермічного режиму ґрунту у посівах ярих колосових культур;

– дати економічну та біоенергетичну оцінку ефективності прийомів і цілісних технологічних систем вирощування озимих та ярих зернових культур.



Об’єкт дослідження. Процеси росту, розвитку рослин озимих і ярих форм пшениці, ячменю та вівса; закономірності формування їх продуктивності при застосуванні ефективних технологічних прийомів вирощування.

Предмет дослідження. Сорти озимих і ярих форм пшениці, ячменю, а також вівса, основні прийоми сортової технології: попередники, дози добрив, строки сівби, густота стояння рослин, інкрустація насіння, заходи боротьби з бур’янами, шкідниками і хворобами, інтенсивні та ресурсозбережні елементи технологічних процесів.

Методи дослідження. Під час виконання роботи використовували загальнонаукові та спеціальні методи досліджень. Серед наукових методів були: гіпотеза – для вибору напрямів наукових досліджень; експеримент – дослідження об’єкта та процесів, що відбуваються у ньому; спостереження – виявлення кращих елементів взаємодії технологічних факторів, що сприяли збільшенню врожайності та поліпшенню якості; аналіз – розмежування досліджуваного об’єкта на складові частини з метою детальнішого вивчення; синтез – поєднання розмежованих та проаналізованих частин досліджуваного об’єкта в одне ціле; індукції та дедукції – аналіз окремих положень та узагальнення результатів досліджень; абстрагування – для поглибленого вивчення відокремленого явища і прогнозування подій.

Серед спеціальних методів використовували: морфологічний аналіз – для вивчення ознак рослин, що визначають продуктивність та якість; лабораторний – для аналізу взаємодії між рослиною та умовами навколишнього середовища, оцінки якості врожаю; польовий – для кількісної оцінки впливу агротехнічних та метеорологічних факторів на врожайність та якість зерна; статистичний – для аналізу отриманих результатів з метою визначення вірогідності даних певного рівня значущості та залежностей між досліджуваними показниками; порівняльно-розрахунковий – для визначення економічної та енергетичної ефективності агротехнічних заходів.



Наукова новизна одержаних результатів. Вперше для зони Північного Степу теоретично обґрунтовані та розроблені наукові основи технологічних прийомів вирощування сучасних сортів озимих і ярих форм зернових колосових культур різного напряму використання. Встановлені закономірності росту та розвитку рослин під впливом абіотичних факторів, що дозволило оптимізувати технологічні заходи виробництва їх зерна.

Виявлена реакція рослин на зміну умов зовнішнього середовища, залежно від варіабельності технологічних заходів, з’ясована їх вимогливість до агротехнічного фону та розроблені оптимальні параметри вирощування. Встановлено та диференційовано строки сівби ярих зернових культур на основі адаптивної реакції їх рослин і економічної доцільності вирощування в сучасних умовах господарювання і кліматичних змін.

Набули подальшого розвитку дослідження з оптимізації сортового складу, строків сівби, густоти стояння рослин в різні періоди росту і розвитку посівів залежно від гідротермічних умов середовища.

Наукову цінність представляють дані аналізу технологічного процесу вирощування культур, принципи добору адаптованих до умов середовища озимих і ярих форм пшениці, ячменю та вівса, оптимальних строків їх сівби, заходів підвищення польової схожості насіння.

Встановлена доцільність покриття поверхні ґрунту рослинними рештками попередніх культур, оптимізації систем обробітку ґрунту та сівби, а також особливостей застосування органічних та мінеральних добрив, визначена їх роль у регуляції гідротермічного режиму ґрунту й фітосанітарного стану посівів, формуванні врожайності та якості зерна. Здійснена біоенергетична та економічна оцінка ефективності технологічних прийомів вирощування озимих і ярих форм зернових культур.

Практичне значення одержаних результатів. За результатами багаторічних комплексних досліджень розроблено нові та удосконалено існуючі прийоми сортової технології вирощування озимих і ярих форм пшениці, ячменю та вівса, які дозволяють в умовах Північного Степу повніше реалізувати генетичний потенціал сортів, збільшити урожайність і поліпшити якість зерна, знизити енергетичні та виробничі витрати, а також здійснити добір найадаптованіших сортів для вирощування за різними технологічними системами.

Розроблено та випробувано ресурсозбережні технології вирощування сучасних сортів озимих і ярих колосових культур, які проявляють стабільно позитивну реакцію на застосування новітніх прийомів агротехніки та забезпечують високу врожайність зерна необхідного цільового призначення:



    • використання рідкого безводного аміаку дозволяє зменшити і повністю механізувати й автоматизувати всі технологічні операції, пов’язані з його внесенням та дає змогу збільшити врожайність зерна на 0,68 т/га, а рівень рентабельності його вирощування – на 19,6%;

    • мульчування поверхні ґрунту рослинними рештками попередніх культур сприяє збереженню вологи, покращенню умов термічного режиму, водоспоживання посівів і забезпечує збільшення урожайності зерна ячменю ярого.

На основі проведених досліджень підготовлено і видано науково-обґрунтовані методичні рекомендації та практичні поради із технології вирощування озимих і ярих зернових культур (Дніпропетровськ, 2006-2015). Матеріали дисертації стали складовою частиною книг: «Наукові основи агропромислового виробництва в зоні Степу України» (Київ, 2010), «Пшениця озима в зоні Степу, кліматичні зміни та технології вирощування» (Дніпропетровськ, 2015), а також монографії «Безводний аміак – ефективне та економічно виправдане азотне добриво» (Донецьк, 2010).

Результати досліджень перевірені у виробничих умовах і впроваджуються в господарствах Північного Степу на площі понад 10 тис. га, щорічно забезпечуючи зростання врожайності та економічний ефект на рівні 8,8-10,4 млн грн.



Особистий внесок здобувача. Дисертаційна робота виконана та написана особисто автором на основі польових і лабораторних досліджень. Здобувачем сформована концепція та розроблена програма наукових досліджень, обґрунтовано напрями роботи, сплановано і проведено експерименти, здійснено аналіз та узагальнення результатів, викладення власних наукових положень. Всі етапи роботи виконані особисто або при безпосередній участі автора: визначення стану проблеми і питань, що потребують вирішення, розробка наукових програм та проведення польових спостережень і досліджень, підготовка наукових звітів, статей та дисертаційної роботи. Сформульовано висновки і рекомендації виробництву, проведено апробацію результатів експериментів та впровадження їх у виробництво. Під безпосереднім науковим керівництвом та за участі автора проводилась наукова робота з аспірантами, пошукувачами і науковими співробітниками лабораторій технологій вирощування озимих зернових культур та ярих зернових і зернобобових культур ДУ Інститут сільського господарства степової зони НААН. В сумісних публікаціях частка автора становить 50-85%.

Апробація результатів дисертації. Основні положення і результати наукових досліджень доповідали та обговорювали на Всеукраїнських науково-практичних конференціях молодих вчених і спеціалістів: «Сучасний стан та перспективи виробництва зерна в умовах інноваційного розвитку аграрного ринку України», «Сучасний стан та перспективи виробництва продукції рослинництва в умовах змін клімату», «Наукове забезпечення процесів інноваційного розвитку агропромислового комплексу України», «Стратегічні напрями сталого виробництва сільськогосподарської продукції на сучасному етапі розвитку аграрного комплексу України» (Дніпропетровськ, 2008, 2010, 2012, 2014 відповідно); Міжнародній науково-практичній конференції молодих вчених «Стан та перспективи розвитку рослинницької галузі в умовах змін клімату» (Харків, 2009); 8-12-й національних виставках агротехнологій: «Агропром-2010-2014» (Дніпропетровськ, 2010-2014); 1-ій міжнародній науково-практичній конференції, присвяченій 10-ій річниці від Дня утворення Українського інституту експертизи сортів рослин «Стан і перспективи формування сортових рослинних ресурсів в Україні» (Київ, 2012); ХІ Всеукраїнській науково-практичній конференції молодих вчених і спеціалістів (до 100 річниці з Дня народження О. В. Гіталова) «Стан та перспективи розвитку агропромислового виробництва України» (Кіровоград, 2015).

Протягом 2006-2015 рр. позитивну оцінку отримали матеріали дисертації, які висвітлювались на республіканських і обласних науково-практичних семінарах та конференціях з проблем вирощування зерна (Дніпропетровськ, Кіровоград, Донецьк, 2006-2015), щорічних тематичних науково-практичних семінарах та симпозіумах різного рівня (Дніпропетровськ, 2006-2015). Результати досліджень за темою дисертації систематично доповідали, обговорювали і затверджували на засіданнях вчених і науково-методичних рад Інституту зернового господарства УААН (Дніпропетровськ, 2006-2010); ДУ Інститут сільського господарства степової зони НААН (Дніпропетровськ, 2011-2015), координаційних нарадах науково-методичного Центру з проблем зернового господарства України (Дніпропетровськ, 2006-2015), а також пропагувалися автором у засобах масової інформації та публічних виступах на лекціях, курсах підвищення кваліфікації керівників і фахівців агропромислового комплексу різних форм власності.



Публікації. Матеріали результатів досліджень опубліковані в 114 наукових працях. Основні результати дисертації висвітлені у 49 публікаціях, з яких: 1 монографія, 1 книга, 33 – вітчизняні та 6 – закордонні фахові наукові журнали, 8 – тези і матеріали наукових конференцій. Крім того, результати дисертації додатково відображені у 16 інших фахових наукових виданнях, 24 науково-практичних рекомендаціях і методиках. Отримано 3 патенти на корисну модель.

Структура та обсяг дисертаційної роботи. Дисертація складається із вступу, 9 розділів, висновків, рекомендацій виробництву, списку використаних джерел, додатків. Роботу викладено на 353 сторінках комп’ютерного тексту, яка містить 72 таблиці, 49 рисунків та 19 додатків. Список використаних літературних джерел включає 474 найменування, у тому числі – 137 латиницею.

Користуючись нагодою, автор вважає особистим обов’язком із глибокою повагою і щирою вдячністю виразити сердечну подяку своєму науковому консультанту, вчителю і наставнику – доктору с.-г. наук, професору, члену-кореспонденту НААН України Анатолію Васильовичу Черенкову. Завдяки його постійній турботі та підтримці (проявленій не тільки впродовж мирної науково-дослідної роботи, а й особливо, під час перебування здобувача в зоні проведення антитерористичної операції), а також пильному науковому консультуванню реалізувався задум і спрямованість даної роботи, ним також було принципово схвалене і коло охоплених у ній питань.

Автор щиро вдячний науковим співробітникам та науково-технічному персоналу лабораторій: технології вирощування ярих зернових і зернобобових культур, технології вирощування озимих зернових культур, а також науковцям з інших лабораторій ДУ Інститут сільського господарства степової зони НААН, які приймали участь і допомагали у проведенні досліджень, аналізів, розрахунків та обробці експериментальних даних, забезпечуючи виконання тематичного плану з викладених питань. Плідна творча співпраця сприяла поглибленню аналізу і наповненню змісту дисертації.

РОЗДІЛ 1
СТАН ПРОБЛЕМИ ТА НАУКОВЕ ОБҐРУНТУВАННЯ АГРОБІОЛОГІЧНИХ ОСНОВ ФОРМУВАННЯ ПРОДУКТИВНОСТІ ОЗИМИХ І ЯРИХ ЗЕРНОВИХ КУЛЬТУР (огляд літературних джерел)
Зерновий сектор України є стратегічною галуззю економіки держави, що визначає обсяги пропозиції та вартість основних видів продовольства для населення країни, зокрема продуктів переробки зерна і продукції тваринництва, формує істотну частку доходів с.-г. виробників, визначає стан і тенденції розвитку сільських територій, формує валютні доходи держави за рахунок експорту. Зернова галузь є базою та джерелом сталого розвитку більшості галузей АПК та основою аграрного експорту [1-6].

В умовах Степу одна з головних проблем, яка залишається не вирішеною до цього часу, – це розробка таких технологій вирощування озимих і ярих форм пшениці, ячменю та вівса, які б забезпечили одержання стабільних і високих валових зборів зерна незалежно від погодних умов. Для вирішення цієї проблеми першочергове значення мають заходи, які забезпечували б накопичення та збереження продуктивної вологи в ґрунті на час сівби для одержання своєчасних сходів рослин, їх росту та розвитку в осінній період, добру перезимівлю посівів та оптимальне формування агроценозів у весняно-літній період [7-11].

Величезна кількість наукових праць, опублікованих на основі аналізу результатів експериментальних даних, отриманих вченими у різних науково-дослідних установах, навчальних закладах рослинницького профілю, а також передовий виробничий досвід свідчать про наявність невикористаних резервів для подальшого збільшення виробництва зерна озимих та ярих зернових культур. Найбільш важливим з них є впровадження зональних, цільових енергозберігаючих технологій вирощування, розроблених з урахуванням ґрунтово-кліматичних умов, попередників і біологічних особливостей сучасних високопродуктивних сортів інтенсивного типу [12-13].

1.1. Особливості формування врожаю пшениці озимої та ярої

Технологія вирощування пшениці як озимої, так і ярої ґрунтується на оптимізації величезної кількості різних умов, які мають вплив на формування високої зернової продуктивності необхідної якості [7-9, 11, 14-23]. Велика кількість різних, відмінних від традиційної, технологій, що з’явилися останнім часом, свідчить про можливість досягнення основної мети – підвищення валових зборів зерна [5-7, 9-11]. Для цього є величезний арсенал всіляких агротехнічних прийомів. Кожен з них має не тільки прямий, а й опосередкований вплив, який не завжди позитивно позначається на адаптаційних можливостях рослин. Не слід забувати, що часто погодні умови складаються несприятливо, і тому, окрім здатності формування високої продуктивності, рослини повинні проявити високу стійкість до впливу несприятливих факторів [9-11, 17, 20-21, 24-29]. Тому, виникає потреба цілеспрямованого підбору агротехнічних прийомів, які б підвищували або, хоча б, не знижували, природні адаптаційні властивості рослин сучасних сортів пшениці озимої і ярої. Наукова література даного характеру практично відсутня.

Значимість факторів зовнішнього середовища для життєдіяльності рослин різна [3-11, 16, 23-25]. Проте дані про ступінь впливу кожного з них на урожай, тобто частку (у відсотках) фактора у створенні врожаю, в літературі практично не зустрічаються. Існуюча інформація стосується в основному сортів, і за різними оцінками частка впливу сорту в урожаї становить від 3% [23, 27, 30-35] до 40% [10, 19, 36-39]. Відсутні дані про частку в урожаї таких факторів як строк сівби, попередник і рівень живлення в залежності від погодних умов.

Технології вирощування пшениці озимої та ярої досить лабільні і враховують ґрунтово-кліматичні умови і біологічні особливості культури з тим, щоб максимально розкрити потенційні можливості сортів [17, 26, 39-45]. З іншого боку – тільки за умови вирощування пшениці озимої та ярої з урахуванням сортової специфічної реакції на основні агротехнічні прийоми можна очікувати на найповнішу віддачу від нових сортів [30, 34-36, 46].

Погодні умови завжди істотно впливають на реакцію пшениці озимої та ярої залежно від різних агротехнічних заходів – змінюють тривалість вегетаційного періоду [47-52], впливають на швидкість і спрямованість біохімічних процесів, що відбуваються в рослинах [53-55], впливають на хлібопекарські та посівні якості [50, 56-59], впливають на ріст і розвиток рослин [60-63] і багато інших показників [69-71]. Прив’язка до гідротермічних особливостей року є необхідною умовою правильної оцінки реакції пшениці на застосування тих чи інших агротехнічних заходів [37, 42, 72-75].

Кліматичні умови за останні десятиліття зазнають значних змін. У степовій зоні України помітно збільшилася кількість відлиг взимку та посушливих періодів у весняно-літній період [29-31]. Тим не менш, погодні умови, і, перш за все, кількість опадів, продовжують відігравати вирішальну роль у формуванні врожаю. Так, за даними G. Schilling [76] варіабельність врожаїв за роками на 40-60% визначається метеорологічними чинниками.

За середньобагаторічними даними [7-11, 37, 42, 72-74] в умовах північного Степу України щорічно пересівається значні площі колосових культур, що, зрозуміло, не може не позначитися на економічних показниках вирощування пшениці озимої та ярої. Причина загибелі озимих та ярих хлібів полягає не тільки в особливо несприятливих умовах зимового та весняно-літнього періодів, а й у прорахунках і недостатніх знаннях впливу окремих технологічних прийомів на адаптаційні властивості та зимо- та посухостійкість рослин пшениці озимої та ярої [77-83]. Незалежно від того, яка технологія вирощування пшениці використовується, необхідно постійно превентивно використовувати ті агроприйоми, необхідність у застосуванні яких може з’явитися у найближчій перспективі [84-91].

Пшениця як озима, так і яра має специфічну реакцію на умови зростання, обумовлену біологічними особливостями великої кількості видів і різновидів, екологічних типів і форм [69, 43, 92-96]. Різні сорти пшениці проявляють не однакову реакцію як на окремі агротехнічні прийоми так і на комплекс технологічних заходів вирощування у конкретно взятому році [27, 63, 74, 83, 97]. Так, суттєвий вплив на ріст, розвиток і формування продуктивності рослин пшениці озимої та ярої здійснює попередник [26, 38, 51-53, 98]. Як зазначав В. Н. Ремесло, залежність сортів від попередників настільки велика, що вони навіть перевищують вплив інших елементів агротехніки [99-100].

Вплив попередника простежується не тільки на врожайності культури, але і на якості її зерна [78, 83, 95, 101-102]. Поряд із цим, великий вплив він здійснює також і на зимо- та посухостійкість пшениці озимої та ярої [11, 29, 41, 64-70, 83, 96, 103-106].

Правильний вибір попередника для сортів – необхідна умова повнішого розкриття їхнього потенціалу [56, 62, 81, 107-110]. Якість попередника в умовах Степу України визначається, насамперед, кількістю накопиченої вологи в ґрунті, яка необхідна для появи своєчасних і дружніх сходів, росту, розвитку та формування необхідної морозо- та зимостійкості рослин восени, а також достатньої посухостійкості – навесні та влітку [66, 73, 88, 94-97].

Кількість вологи в ґрунті восени під посівами озимої пшениці залежить від запасів води, залишених попередньою культурою, що потрапила в ґрунт як наслідок випадання атмосферних опадів у вигляді дощу, температурного режиму, ступеня розвитку рослин і т.д. [26, 35, 84].

Сільськогосподарські культури, що виступають у якості попередників пшениці озимої та ярої, істотно різняться між собою за тривалістю вегетації, залишають після себе різну кількість вологи і елементів живлення. Таким чином, до моменту сівби пшениці, особливо озимої, залежно від попередника, складаються неоднакові за вологозабезпеченістю та іншими факторами умови, що впливають на особливості проростання, росту і розвитку рослин [39, 54, 78-82, 110-114].

Встановлено істотний вплив попередника на формування кореневої системи озимої пшениці та її фізіолого-біохімічну діяльність [51], ураженість хворобами [98]. По чорному пару, при нормальних умовах вологозабезпечення, за даними Г. Р. Пікуша [25, 80], коренева система озимої пшениці вже на час припинення осінньої вегетації досягає глибини 120-140 см. Найгірші умови для розвитку кореневої системи озимих складаються при сівбі після кукурудзи та соняшника. При цьому найбільша глибина проникнення кореневої системи складає всього 50-60 см [64, 97, 110-113].

Пшениця яра, на відміну від озимої є досить скоростиглою культурою і за умови достатнього розвитку вторинної кореневої системи здатна продуктивно витрачати вологу на створення одиниці органічної речовини. Умови, що відповідають вимогам пшениці ярої впродовж всього періоду вегетації і забезпечують отримання високих врожаїв бувають дуже рідко, особливо в зоні нестійкого зволоження [5-7, 11, 17]. Тому, важливе значення мають посухостійкі сорти степового екотипу, що відрізняються здатністю раніше дозрівати і в посушливих умовах формувати урожай в основному за рахунок опадів накопичених в ґрунті до початку вегетації. Більшість інтенсивних сортів пшениці ярої відрізняються високою біологічною продуктивністю, але низькою здатністю саморегуляції в мінливих умовах довкілля, особливо за недостатньої кількості вологи [26-28, 33-35, 84].

Нестабільність погодних умов, недотримання та спрощення технології вирощування пшениці ярої призводять до зниження інтенсивності розвитку вторинної кореневої системи, яка за несприятливих умов вологозабезпечення унеможливлює належний ріст і розвиток рослин. Це в подальшому стримує формування елементів продуктивності культури, що в кінцевому результаті призводить до зменшення її врожайності, а згодом – частки в структурі посівних площ [4-10, 87, 115-116].

Проведеними дослідженнями [28, 33-35] встановлено, що температурний режим та інтенсивність випромінювання сонячної радіації, в першу чергу, впливають на рівень розташування в ґрунті вузла кущіння пшениці озимої та ярої [56]. Також з’ясовано, що окрім вище названих факторів, на глибину закладки вузла кущіння в ґрунті, а також стійкість рослин до вилягання та їх ріст, розвиток і формування продуктивності суттєво впливає глибина загортання насіння [67].

Слід вказати, що деякі науковці робили спробу встановити залежність між рівнем розташування в ґрунті вузла кущіння та поєднанням впливу основних погодних факторів. Так, A. Cavallero, C. Cereti, M. Acutic [114] відзначали, що на глибину розміщення вузла кущіння суттєво впливають вологість та освітленість ґрунту, в результаті чого вузол кущіння закладається на різній глибині до поверхні. Інші науковці [46, 57, 83] вказували, що розташування в ґрунті вузла кущіння залежить також і від сортових особливостей.

Від ступеня розвитку вторинної кореневої системи рослин пшениці напряму залежить формування високого приросту сухої речовини, а в подальшому і вищий рівень врожаю зерна [50, 81, 115-120]. Авторами також виявлено, що продуктивність колоса прямо пов’язана з кількістю вузлових коренів, а характер розвитку останніх у різних сортів пшениці залежить від строків і кількості їх утворення, ступеня розвитку та всебічного розгалудження. Згідно з думкою авторів, вузлові корені виконують свої функції з різною інтенсивністю, залежно від наявності продуктивної вологи в ґрунті.

За результатами досліджень І. Д. Ткаліча [121] на інтенсивність засвоювання вологи та поживних речовин ґрунту впливає наявність у рослин добре розвинених як зародкових, так і вузлових коренів. За даними ряду авторів [54, 73, 96], активна поглинаюча поверхня вузлових коренів за відповідних умов перевищує поверхню зародкових коренів на 70%, що сприяє кращому засвоєнню поживних речовин з орного шару ґрунту.

Іншими дослідниками було встановлено, що добре розвинена на початкових етапах розвитку рослин коренева система забезпечує кращу їх стійкість до несприятливих погодних умов, а роль зародкових та вузлових коренів в оптимальні за вологозабезпеченістю роки рівноцінна, тоді як у вологі роки перевагу мають вузлові корені, а в посушливі – зародкові [55, 63, 87, 102, 111].

В. Г. Нестерець [34, 44] стверджував, що формування вузлових коренів цілком залежить від гідротермічних умов у поверхневому шарі ґрунту: якщо він пересихає і вторинні корені не утворюються, то рослини засвоюють вологу і розчинені в ній поживні речовини виключно зародковими коренями, з більшої глибини.

Цілий ряд науковців зазначає, що вплив попередника на ріст і розвиток рослин позначається впродовж всієї вегетації рослин [68, 84, 115, 117]. Так, було встановлено що, після кращих попередників, створюються оптимальні умови, за яких рослини пшениці озимої більш продуктивно використовують вологу для формування одиниці врожаю [122-124].

Якість попередника визначається також наявністю поживних речовин. Перш за все, в залежності від попередника, змінюється вміст нітратів у ґрунті [28, 42, 80, 97, 125]. Крім того, дослідниками відзначена річна динаміка вмісту нітратів у ґрунті – найбільший вміст їх спостерігається восени, а найменший – навесні [43, 51, 89, 126-130].

Попередник значною мірою впливає на польову схожість насіння. Своєчасність і повнота сходів є основою формування високої продуктивності рослин. Однак не всі попередники і не в усі роки забезпечують нормальні умови для проростання насіння пшениці озимої та ярої. Як відзначали у своїх працях А. І. Задонцев, В. І. Бондаренко та А. Д. Артюх [22, 23, 31, 32] дефіцит вологи в ґрунті в перепосівний період призводить до зріджених і пізніх сходів, формування слаборозвинених рослин, зниження морозо-, зимо- та посухостійкості і в кінцевому результаті – низької врожайності зерна відповідної якості. Попередник також впливає на схожість насіння пшениці за допомогою кореневих виділень, а також продуктів розпаду в ґрунті її рослинних решток [49, 62, 68, 95, 103].

В будь-якій технології вирощування велика увага приділяється строкам сівби, які безпосередньо впливають не тільки на кількість і якість врожаю, але і на формування стійкості рослин до багатьох несприятливих факторів [68, 87, 105, 111, 116, 126, 130]. Так, з одного боку, у посівах за ранніх строків сівби рослини більше уражуються збудниками хвороб, шкідниками, у них частіше пошкоджуються найбільш продуктивні головні пагони, а з іншого – пізні посіви в більшості випадків виявляються слаборозвиненими, погано кущаться, більше схильні до механічних пошкоджень при перезимівлі, сильніше страждають від суховіїв навесні та влітку [77, 86, 93, 131-142].

Серед вітчизняних науковців, одними з перших дослідників, які зробили теоретичне обґрунтування оптимальних строків сівби дали такі видатні вчені як Л. І. Носатовський, А. І. Задонцев, які першими запропонували визначати оптимальний строк сівби пшениці озимої за температурною константою – сумою середньодобових температур вище +5ºС від сівби до припинення осінньої вегетації, яка повинна бути рівна 560-580ºС для будь якої частини східної Європи. За цей час рослини пшениці озимої повинні сформувати щонайменше 3 пагони. Вчені-фізіологи звернули увагу на те, що оптимальні строки сівби залежно від умов року зсуваються або в бік ранніх, або ж – пізніх строків сівби. Вкрай важко визначитися зі строком сівби в умовах посушливої осені. В такому випадку, за недостатньої кількості опадів і підвищених середньодобових температур повітря вчені пропонують сіяти пшеницю озиму раніше [22-25, 31-34, 80].

Правильний вибір строку сівби є вкрай важливим завданням не тільки для пшениці озимої, а й для ярої, оскільки за оцінками різних вчених, зміщення на одну добу від оптимального строку сівби призводить до зниження врожайності на 18-120 кг/га [143-147]. Іноді одна доба запізнення з сівбою в окремі роки викликала зниження врожайності на 0,1 т/га. Крім того, досліджуючи питання строків сівби слід враховувати той факт, що сівба в оптимальний строк, як правило, не вимагає додаткових витрат – потрібна лише технологічна дисципліна.

Попри велику кількість наукових робіт про вплив строків сівби на посухостійкість і продуктивність пшениці ярої в умовах північного Степу України [75, 119, 149-156], все ж широке впровадження у виробництво нових та перспективних сортів культури вимагає більш детального вивчення особливостей їх реакції на строки сівби. Розбіжність у рекомендованих строках сівби пшениці мабуть пояснюється як біологічними особливостями сортів, ступенем інтенсифікації технології їх вирощування, так і відмінностями ґрунтово-кліматичних умов. Ще менше вивчені ці питання для умов північного Степу України.

У технології вирощування пшениці ярої важливе місце займає використання добрив [130, 146, 157-163]. Як відомо, пшениця, насамперед озима, добре реагує на підвищення режиму живлення. Її коренева система вирізняється невисокою здатністю засвоювати поживні речовини з важкорозчинних сполук у ґрунті. Однак вона вимагає великої кількості елементів живлення, адже площа, яку займає коренева система значно перевищує площу надземної частини [164-171].

Система застосування добрив здатна не тільки впливати на продуктивність і якість зерна пшениці, але й на рівень природної родючості ґрунту. Цієї думки дотримується М. М. Городній [172], вказуючи, що при оптимізації систем живлення рослин, поряд з повним забезпеченням рослин мінеральними добривами відповідно до їх біологічних особливостей, не менш важливим завданням є підвищення родючості ґрунту.

Внесення добрив – це не тільки спосіб регулювання живлення рослин, підвищення їх продуктивності, а й засіб поліпшення властивостей ґрунту і забезпечення балансу речовин у ньому [102]. Численними експериментальними даними [7, 86, 88, 148] встановлено позитивний вплив мінеральних добрив на продуктивність і якість зерна пшениці озимої та ярої. Ефективність застосування добрив визначається гідротермічними умовами вегетації, при цьому першорядне значення має забезпеченість рослин вологою [38, 162]. Дози мінеральних добрив залежать від багатьох факторів: погодних умов, попередників, строків сівби, сортових особливостей, ступеня розвитку рослин та багатьох інших [69, 96, 102, 113, 131, 142, 158]. При цьому, отримання високого врожаю можливо досягти лише при повному забезпеченні рослин всіма елементами живлення впродовж всього періоду росту і розвитку [22, 140, 168].

Внесення високих доз добрив призводить до підвищення концентрації ґрунтового розчину, інтенсивного росту, неефективного використання поживних речовин в початкові періоди онтогенезу, непродуктивної витрати вологи з ґрунту [279]. Найбільше значення серед елементів мінерального живлення належить азоту, що обумовлено його біологічною цінністю [20, 134, 148]. Незбалансоване надлишкове азотне живлення в умовах дефіциту вологи може призвести до значного недобору врожаю [15, 39, 110]. Підвищені дози азоту призводять до багатьох негативних моментів – посилення вилягання, ураження хворобами і пошкодження шкідниками, зниження загальної стійкості рослин, збільшення періоду вегетації, а також до зниження інтенсивності фотосинтезу, диспропорції у розподілі поживних речовин на створення листостеблового апарату та генеративних органів, формування зернівки [54, 155, 166].

На роль мінеральних добрив у формуванні кореневої системи пшениці ярої культур вказував М. А. Гоцка [173], який встановив, що при внесенні азотних та фосфорних добрив, особливо за їх сумісного використання, покращується формування вторинної кореневої системи рослин, збільшується маса коренів. Автор довів, що на удобрених ділянках рослини пшениці ярої у фазі колосіння сформували вузлових коренів на 4,5 шт. більше, а маса сухих коренів при цьому зростала на 51%.

Дослідження кореневих систем пшениці ярої свідчать, що внесення добрив позитивно впливало на розвиток вузлових коренів і сприяло зростанню їх маси [65, 66, 114, 165, 171]. Найкращих результатів було досягнуто при рядковому внесенні під культивацію Р10 та N5Р10К5, а також при внесенні органічних і органо-мінеральних сумішей. При цьому встановлено, що утворення вузлових коренів удобреними рослинами відбувалось інтенсивніше порівняно з неудобреними.

Дослідженнями вітчизняних та закордонних вчених [67, 84, 97, 112, 124, 174-178] встановлено, що до головних критеріїв у зростанні врожайності пшениці ярої відноситься щільність продуктивного стеблостою та добре розвинена вторинна коренева система, яка сприяє кращому засвоєнню рослинами елементів живлення.

М. А. Бобро [179] встановив, що різні види добрив та ЭМ-технології мають суттєвий вплив на енергію кущіння рослин пшениці ярої. На фоні, де добрива не вносили, у рослин затримувалась в рості наземна маса та активізувався ріст коренів. Автор зробив висновок, що чим краща забезпеченість рослин елементами живлення, тим інтенсивніша робота кореневої системи при відносно меншій її масі.

Ряд авторів [43, 67, 69-73, 156] стверджували, що фосфорно-калійні добрива в умовах підвищеної освітленості та невисокої вологості ґрунту, сприяють кращому розвитку кореневої системи, в той же час застосування азотних добрив, висока вологість ґрунту, нестача світла та підвищена температура обумовлювали кращий лінійний приріст вегетативної маси рослин.

Висока ефективність добрив при внесені їх під зернові культури, підтверджувалась результатами досліджень проведеними на чорноземах типових [74, 84, 117, 139]. Ефективність добрив у значній мірі залежить від сортових особливостей. Згідно з результатами досліджень авторів, внесення фосфору незначно впливало на утворення вузлових коренів.

Згідно існуючих наукових положень ґрунт повинен бути забезпечений поживними речовинами настільки, щоб рослини могли сформувати добре розвинену кореневу систему вже на ранніх етапах свого росту і розвитку, що в подальшому сприятиме підвищенню їх зернової продуктивності [53, 69, 75, 86, 163, 179, 181].

Важливий агротехнічний прийом – глибина загортання насіння при сівбі. Вона пов’язана як зі складними агроекологічними умовами, так і з біологічними особливостями виду або сорту. При оптимальній вологості ґрунту зміна глибини закладення від 4 до 8 см не знижує схожості насіння, подовжуючи лише період сівба – сходи [94, 135, 148, 159, 173].

Суперечливі дані щодо норм висіву насіння пояснюються, очевидно, двома основними причинами: особливостями саморегуляції продуктивності трав’янистого фітоценозу і сильною залежністю даного агроприйому від багатьох факторів. Одне безперечно: вирішальний вплив на продуктивність рослин має густота продуктивного стеблостою [47, 114, 168, 176].

Ґрунтуючись на тому, що найбільш потужним і продуктивним на рослині є головний пагін, виникло припущення про перевагу за врожайністю одностеблових рослин. Однак, як показали дослідження, бічні пагони необхідні і виступають вони як фактор адаптації до постійно мінливих умов зовнішнього середовища [137, 146, 180].

Сучасні технології вирощування пшениці озимої та ярої розроблені і спрямовані на створення оптимальних умов для росту і розвитку рослин та отримання високих і стабільних врожаїв зерна. Принципово нові можливості у формуванні продукційного процесу рослин відкриває селекція нових сортів та біоінженерія. До одного із важливих резервів подальшого підвищення рівня врожайності зерна та його якості відноситься застосування біологічно активних речовин – регуляторів росту, а також мікробіологічних препаратів і біопротекторів. Раніше проведеними дослідженнями з цього приводу був накопичений численний експериментальний матеріал.

Значний інтерес, який спостерігається в останні роки у науковців і практиків сільськогосподарського виробництва, до регуляторів росту, обумовлений їх багатогранним впливом на рослинний організм в окремі фази розвитку та пов’язаний, як свідчать дослідження, з істотними змінами в процесі обміну речовин, перебудовою ряду метаболічних систем, які відносяться до генного і гормонального рівнів та клітинного енергообміну [179-188].

Багато досліджень присвячено сумісному застосуванню пестицидів із регуляторами росту при проведені фітосанітарних обробок вегетуючих рослин пшениці озимої та ярої. Було висловлено припущення, що завдяки посиленню проникності клітинних мембран, під впливом регуляторів росту при сумісному їх використанні з фунгіцидами і інсектицидами, можна знизити фітотоксичний ефект ряду пестицидів при сортовій чутливості рослин, внаслідок чого підвищується врожайність, поліпшується якість продукції та загальний рівень екологічного стану сільськогосподарського виробництва [184-186].

Відомо, що в сучасних технологіях вирощування зернових культур, насамперед пшениці озимої та ярої, широко використовуються гербіциди з різними препаративними формами та напрямом використання, які негативно впливають на процеси росту і розвитку не тільки бур’янів, а також і культурних рослин. Експериментальними дослідженнями встановлено, що біологічні препарати, які були використані при інкрустації насіння або внесені шляхом прикореневого підживлення, на фоні фітотоксичної дії гербіцидів, сприяли зменшенню кількості патологій у кореневих і стеблових меристемах рослин [185-187].

З метою зменшення пестицидого навантаження на агроценози вчені всього світу рекомендують застосовувати бакові суміші з гербіцидів, регуляторів росту і добрив. У дослідах с.-г. станції Міссісіпі (США), сумісне використання гербіцидів із рідкими азотними добривами істотно підвищувало фітотоксичний ефект, що дозволяло зменшити дозу контактних гербіцидів. При цьому відмічали суттєве збільшення врожайності зерна пшениці озимої та ярої та значну економію витрат на внесення хімічних засобів захисту рослин [189].

В нинішніх умовах спостерігається нова тенденція у застосуванні регуляторів росту рослин. Синтетичні фізіологічно активні регулятори росту, разом із корисною дією, можуть мати побічний негативний вплив на рослини, тому рекомендується використовувати екологічно безпечні регулятори природного біосинтезу без застосування штучно синтезованих сполук [186].

Широке застосування у промисловому насінництві різних механізмів і машин призводить до великих втрат урожаю, особливо при травмуванні зародка, викликають порушення у процесах обміну і фізіології проростання, сприяють розмноженню мікроорганізмів, що негативно позначається на розвитку рослин [134, 135]. За цих умов особливо важливу роль відіграє передпосівна обробка травмованого насіння біорегуляторами, які сприяють поліпшенню посівних якостей і врожайних властивостей насіння зернових культур усіх ступенів травмування [146].

Отримання сталих та високих урожаїв с.-г. культур нерозривно пов’язане з родючістю ґрунту, рівень якого залежить від інтенсивності процесів життєдіяльності організмів, що його населяють [137-140]. Мікрофлорі ґрунту властиві функції, які недоступні для тварин і рослин – вільна фіксація молекулярного азоту з повітря, трансформація мінералів і органічних речовин в доступну для рослин форму. Важлива роль мікроорганізмів ґрунту і у процесах гумусоутворення, синтезу біологічно активних речовин [151], рівня родючості ґрунту в цілому [142-144, 183-188].

У даний час актуальнішими постають питання розробки комплексу інтегрованого біологічного захисту і стимуляції рослин, які не порушують екологічної рівноваги у системі ґрунт – повітря та не забруднюють навколишнє середовище [165]. До ефективних компонентів комплексу відносяться мікробіологічні препарати на основі живих клітин бактерій, актиноміцетів і бактеріофагів. Серед вказаних препаратів важливого значення набувають ті, що підсилюють процеси азотфіксації і перетворюють поживні речовини в доступні для рослин форми [176-178]. На думку дослідників, вищезгадані препарати багатофункціональні і мають гормональну та захисну дії [179-180].

Таким чином, нині розроблено та застосовується у виробництві багато біопрепаратів, що поліпшують режим живлення рослин, сприяють розвитку кореневої системи, кращому пристосуванню рослин до несприятливих кліматичних умов, і, як наслідок, покращують стан рослин під час вегетації та збільшують їх продуктивність.

Пшениця озима і яра має високу потенційну продуктивність. Однак врожайність її в більшості господарств у 2,0-2,5 рази нижче, ніж у країнах Західної Європи [4-8]. Це свідчить як про технологічні порушення, так і про їх недосконалість. Короткий огляд літератури дає певне уявлення про глибину наукових розробок з проблеми агротехніки вирощування пшениці озимої, підвищенні адаптаційних властивостей рослин, показує взаємозв'язок впливу різних агротехнічних факторів і їх залежність від умов середовища. Основні напрями сучасних технологій мають бути націлені на вирішення нагальної необхідності підвищення ефективності агроприйомів і зниження витратності виробництва зерна пшениці. Незважаючи на значну кількість наукової літератури по технології вирощування пшениці озимої та ярої, деяка суперечливість у тлумаченні отриманих, часом неоднозначних, результатів, а також недостатня повнота викладу деяких аспектів їх вирощування для в умовах північного Степу України, зумовили вибір напряму досліджень даної дисертаційної роботи.

1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   46


База даних захищена авторським правом ©refs.in.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка