рослинництво

злінією – трилінійний, двох простих міжлінійних гібридів –

подвійний міжлінійний гібрид, трилінійного гібрида з лінією – чотирилінійний гібрид тощо.

Лінією називають потомство однієї рослини перехреснозапильної культури, яку примусово обпилювали протягом 7-12 років. Покоління, одержане від схрещування батьківських форм, називають гібридом першого покоління (Fl).

Світовий досвід свідчить про необхідність переходу до так званої ”біологізації” технологій, що передбачає максимальне узгодження їх

збіологічними вимогами культури, до стратегії інтегрованого

використання генетичних, природних і технологічних факторів. В інтегрованій системі вирощування сільськогосподарських культур все більше буде зростати роль сорту, тому він є надійним і економічно вигідним фактором підвищення врожайності.

Сорти і гібриди є важливим чинником захисту посівів від шкідників, хвороб і частково від бур’янів. Селекціонери застосовують різні методи виведення нових сортів (гібридів) у цьому напрямі (схрещування культурних рослин із дикими формами, молекулярну біологію, генну інженерію), які дають змогу отримати сорти рослин, що стійкі до пошкодження окремими чи кількома шкідниками: різними листоїдами, блішками, хворобами – кореневими гнилями, фітофторою, переноспорозом та іншими.

Впроцесі проведення досліджень у Вінницькому національному аграрному університеті були створені прості гібриди кукурудзи, які характеризуються підвищеною стійкістю до фузаріозних стеблових гнилей та стійкістю до вилягання. Також показана можливість надання гібридним рослинам комплексної стійкості до вилягання, хвороб та шкідників.

Вумовах значного скорочення ресурсного потенціалу сільськогосподарського виробництва, при вирощуванні суттєвого значення набуває поєднання окремих елементів малозатратних, адаптивних та біологічних технологій. Сорт та гібрид є найбільш надійним і економічно доцільним фактором підвищення рівня врожайності та її стабільності.

Так, у 50-60-ті роки минулого століття досягнення біологічної і сільськогосподарської науки забезпечили в економічно розвинених країнах збільшення врожайності зернових культур у 2-3 рази і більше. При цьому в середньому третину приросту врожайності було отримано за рахунок впровадження низькорослих сортів, підвищення стійкості

121

рослин до хвороб і шкідників, реагування на фактори інтенсифікації землеробства.

У країнах, що розвиваються, (Індія, Мексика) швидкий ріст врожайності зернових пов’язують із сортозаміною. Короткий період створення та швидке впровадження нових сортів дає змогу поліпшити використання природно-техногенних ресурсів. Сортозаміна більшості культурних рослин відбувається через кожні 4-6 років.

В економічно розвинених країнах, де темпи росту врожайності в цей період були не менш значними, а абсолютні прирости набагато вищі, провідну роль у збільшенні виробництва зерна займала інтенсифікації землеробства, що вимагала створення більш толерантних на дані фактори сортів. Так, у Німеччині щорічний приріст врожайності озимої пшениці склав 92 кг/га, у тому числі 62% обумовлено удосконаленням технології і 38% – впровадження нових сортів: ярої пшениці – відповідно 82 кг/га, 68 і 32%; озимого ячменя – 93 кг/га, 81 і 19%; ярого ячменя – 59 кг/га, 49 і 51%; вівса – 58 кг/га, 59 і 41%; кукурудзи на зерно – 196 кг/га, 66 і 34%; озимого жита – 62 кг/га, 13 і 87%.

Потенціал продуктивності сучасних сортів та гібридів зернових культур на сьогоднішній день далеко перевищує 140 ц/га. Вони толерантні до підвищення рівня азотного живлення, високої щільності стеблостою і практично не мають потреби в застосуванні ретардантів. Збиральний індекс англійських пшениць (0,6) наблизився, на думку фахівців, до максимально можливого.

Створені у світі селекціонерами сорти і гібриди зернових культур мають потенціал продуктивності, який ще не реалізований у виробництві. Межа продуктивності зернових не тільки не досягнута, але навіть і не встановлена. Вона підвищується в міру селекційного поліпшення сортів і оптимізації умов вирощування. Однак у виробничих умовах, рівень продуктивності реалізується на одну третину, а в деяких випадках – лише на 10-20%. Головна причина недоборів врожаю невідповідність сорту технології та економічним ресурсам поля, і навпаки: невідповідність технології біологічним особливостям сорту

йекономічним ресурсам.

Зпоявою сортів напівінтенсивного типу істотно зросли врожайність і валові збори зерна. Селекція високопродуктивних низькорослих сортів інтенсивного типу, що вимагали високого агрофону і диференційованої агротехніки, максимально точного обліку біології сорту і рослин, не супроводжувалася відповідним прогресом

122

землеробства у виробничих умовах. В результаті сорти, що забезпечують вагомі збільшення врожаю в умовах високої культури землеробства на етапах їхнього створення і сортовипробування, у виробництві різко знижували врожайність. З іншого боку, адаптивні властивості інтенсивних сортів часто не відповідали екологічним умовам вирощування. Наприклад, повсюдна заміна наприкінці 70-х – початку 80-х років у Нечорноземній зоні Росії сорту ячменя Московський 121 на високопродуктивні, більш стійкі до вилягання, сорти закордонної селекції (Надя, Ельгіна, Дворан і ін.) на 80% площ посіву не дали належної віддачі через невідповідність культури поля вимогам цих сортів і їхньої біології в більш екстремальних умовах Нечорнозем’я.

Селекція зернових культур у всіх країнах подібна за своїми стратегічними цілями (створення високопродуктивних сортів, стійких до хвороб і шкідників, дії несприятливих умов навколишнього середовища, що мають високу якість зерна), але її пріоритетні напрямки в різних країнах істотно відрізняються і багато в чому залежать від природно-кліматичних умов. Так, у країнах Західної Європи з високим біокліматічним потенціалом виробництва, високою культурою землеробства досягнуті найбільші успіхи в селекції зернових на підвищення продуктивності. Поряд з високою продуктивністю, багато західноєвропейських сортів пшениці відрізняються хорошою стійкістю до фітопатогенів.

Збільшення виробництва зерна кукурудзи можливе за рахунок створення і впровадження у виробництво сучасних високопродуктивних гібридів, що відрізняються значною міцністю бокової стінки стебла, яке не вилягає при перестої в полі. Підвищення придатності до механізованого вирощування та збирання гібридів кукурудзи сприятиме зменшенню розриву між біологічною і фактичною врожайністю.

Наприклад, створення гібридів кукурудзи, придатних до механізованого вирощування та збирання, дозволить: підвищити врожайність, поліпшити якість врожаю, економно використовувати збиральну техніку, зменшити втрати врожаю при збиранні. Для комбайнового збирання велике значення має висота рослин, висота прикріплення господарсько-цінного качана і ступінь його обвисання, стійкість рослин до вилягання, пошкодження кукурудзяним метеликом і ураження стебловими та кореневими гнилями.

У нашій країні створені найбільш зимостійкі та засухостійкі сорти зернових культур, ряд високопластичних сортів, добре пристосованих до різних ґрунтово-кліматичних умов. Підвищення екологічної стій-

123

кості сортів, як найважливішого біологічного фактору інтенсифікації технологій, особливо важливо в зв’язку з тим, що значна частина земельної площі нашої країни характеризується або вкрай холодним, або вкрай посушливим кліматом.

Становить значний інтерес напрямок селекції по створенню

агрохімічно ефективних сортів (АЕС), які забезпечують зниження витрат мінеральних добрив на 30-40% і більше. АЕС рослин є, як правило, стійкими до екстремальних умов. Модель сортів цього типу включає фізіологічні ознаки, що характеризують стійкість рослин до вилягання, толерантність до стресових факторів (абіотичних і біотич-

них), а також показники,	що корелюють з активним поглинанням
і раціональною витратою	елементів живлення. Вагоме значення

в підвищенні віддачі сорту при внесенні добрив має не тільки потужний розвиток кореневої системи, але насамперед активна її фізіологічна діяльність: підвищений приплив вуглеводів до коренів, більш тривале функціонування зародкових і придаткових коренів, підвищений вміст фізіологічно активних метаболітів та ін.

За останні роки селекціонерами країни створені та районовані ряд нових сортів зернових культур, що поєднують підвищену стійкість до стресових факторів середовища, особливо небезпечних патогенів, з поліпшеною технологічністю, адаптивністю й екологічною пластичністю.

Селекційна робота з озимим житом проводилася в напрямку поліпшення технологічних і хлібопекарських якостей, підвищення стійкості до вилягання, проростання зерна в колосі, хвороб (снігова пліснява і ін.). З ячменем була спрямована селекція на підвищення стійкості рослин до вилягання, несприятливих умов середовища, хвороб і одержання стабільних врожаїв. Для вівса найбільш результативними виявилися селекційні роботи, в яких проводили схрещування високопродуктивних з міцним стеблом сортів європейської селекції з кращими сортозразками американського континенту, що володіють стійкістю до грибкових хвороб, підвищеної посухостійкістю і хорошою якістю зерна.

При створенні зазначених сортів зернових культур використовувався основний метод практичної селекції – гібридизація (міжсортова, міжвидова), у ряді випадків – методи мутагенезу, культури тканин і клітин. Великим резервом росту продуктивності та стабільності врожаю зернових культур є селекція на гетерозис. Найбільшого успіху вдалося досягти в селекції гібридної кукурудзи в США.

Інтенсивні сорти та гібриди, порівняно від напівінтенсивних, вимагають високої інтенсифікації технології вирощування. В умовах

124

зниження використання засобів інтенсифікації різко зменшують урожайність.

Екстенсивні сорти – це сорти, які дають не високий, але стабільний урожай при обмеженні використання добрив та інших заходів інтенсифікації і характеризуються низьким потенціалом продуктивності.

Також у сільськогосподарському виробництві застосовують суміші

видів, сортів та гібридів польових культур.

Мета поєднання в посіві різних за морфологічними, екологічними та біологічними властивостями представлених категорій може бути різною. В агрофітоценозах здебільшого вирощують один сорт, який має свої сортові ознаки росту і розвитку, періоди вегетації, формування врожаю, відношення до екологічних чинників. На відміну від природних фітоценозів, чисті сортові посіви мають певні характерні особливості, такі як тривалість вегетаційного періоду, використання сонячної енергії, просторове розміщення наземних та підземних органів, їх габітус, однобічне використання елементів живлення, стійкість до несприятливих умов тощо. Тому для якомога повнішого використання чинників життя відповідно до росту продуктивності та якості врожаю, використовують багатосортові й багатолінійні популяції.

Посіви сумішей певних видів польових культур (гетерогенні посіви) на зерно і корм, залежно від конструкції посіву, називаються зміша-

ними, сумісними, підсівними або ущільненими, а посіви сумішей гібридів, сортів, або сортів і гібридів однієї культури – блендами (пірамідами). Основними принципами формування блендів є: агрокліматична відповідність сортів, що залучаються до ценозів, їх адаптаційна різнобічна реакція – відповідь певним умовам поля; достатній рівень гетерогенності агробіологічних параметрів і властивостей сортів у поєднанні з їх біологічною й технологічною сумісністю; технологічна простота формування, вирощування, збирання сумісних посівів, їх агроенергоекономічна доцільність та ефективність.

Для озимої пшениці головний компонент висівають у нормі 75% оптимальної для чистого посіву, а доповнювальний (більш високорослий) – 50%. У разі застосування трикомпонентної суміші два доповнювальні компоненти домішують у нормі по 25% повної. Збільшення загальної норми висіву на 25% є одним із обґрунтованих принципів їх формування.

Отриманий таким способом багатоярусний міжсортовий агрофітоценоз дає змогу найповніше реалізовувати фотометричний потенціал та

125

ФАР, створити стійкі до хвороб (на 8-24%) та вилягання (на 2-3 бали) посіви, зменшити пестицидне навантаження, підвищити врожайність та якість зерна.

Залежно від мети вирощування з таких посівів можна мати: корми

збільшим вмістом протеїну; посів, що не вилягає завдяки наявності в ньому виду або сорту з такою властивістю; суміш з компонентів, які мають різний період вегетації. Це інколи необхідно для збільшення періоду згодовування, поліпшення якості силосу тощо. Крім того, така полікультура в багатьох випадках сприяє кращому росту рослин – компонентів суміші. Це добре видно в сумішах ярої вики з вівсом, озимої вики з житом, де злакові компоненти краще ростуть порівняно

зїх чистими посівами.

Вполікультурах практично не виявляється стомлення ґрунту. При вдалому підборі рослин суміші більш стійкі проти хвороб, шкідників і бур’янів. У практиці набули поширення наступні суміші (змішані посіви): горох з ячменем для збирання у восковій стиглості відповідно з плющенням і подрібненням всієї біомаси рослин та обмолотом; кукурудза з соєю (буркуном, озимим ріпаком, редькою олійною) для збирання на силос і зелений корм; суміші сортів пшениці на зерно; суміші гібридів кукурудзи з різною тривалістю періоду вегетації для збирання на силос.

Сумісні посіви висівають у різних рядках або смугах окремих видів культур (жито з ріпаком на зелений корм, кукурудза з соєю).

Ущільнені посіви висівають суцільним способом або в рядки після посіву основної культури для них передбачене одночасне або роздільне збирання (кукурудза, ущільнена люпином, соєю, буркуном; соняшник

зтими самими культурами; кукурудза з гарбузами).

Підсівні посіви отримують шляхом підсівання до основної культури насіння рослин, що забезпечують отримання додаткового урожаю, який формується в післязбиральний період (вико-вівсяні суміші з однорічною пажитницею; жито, підсіяне морквою тощо).

Добір сортів і гібридів сільськогосподарських культур є також альтернативою застосування хімічних регуляторів росту (інгібіторів, ретардантів, дефоліантів, десикантів). Для ефективного захисту рослин у сівозміні потрібно спрогнозувати видовий склад шкідників, хвороб і бур’янів. Це дасть змогу використати в посівах певний сорт, намітити реальні заходи захисту рослин, максимально знизити застосування хімічних речовин, поліпшити екологічну ситуацію середовища.

За даними Всесвітньої організації продовольства, в 2010-2012 рр.

126

весь приріст виробництва продукції рослинництва буде досягнуто за рахунок нових сортів (гібридів). Для цього розробляється концепція ”адаптивного рослинництва” як один із варіантів компромісного землеробства, яке ґрунтується на використанні сортів (гібридів) нового типу та застосуванні невеликої кількості мінеральних добрив.

Адаптивний сорт (гібрид) має відповідати таким характеристикам: 1) різнитися великою екологічною пластичністю, давати врожай за широкої амплітуди змінюваних умов; 2) відзначатися скоростиглістю; 3) мати високу конкурентноздатність щодо бур’янів, стійкість до хвороб і шкідників; 4) давати високий господарський урожай – насіння, бульб тощо; 5) реагувати на поліпшення умов вирощування; 6) бути придатним для вирощування в суміші з іншими культурами.

Адаптивно-зональне розміщення виробництва, ефективне вико-

ристання природно-кліматичних умов, новітніх технологій гарантує розкриття генетичного потенціалу гібридів кукурудзи на 70-80%. Нині, за свідченням американських експертів, виробництво зерна кукурудзи можна подвоїти без істотного збільшення площ посіву. Сучасні гібриди та технології у виробничих умовах дозволяють одержувати 150-180 ц/га урожаю зерна. У дослідних посівах вони забезпечували урожайність

210-270 ц/га.

Біокліматичний потенціал України в цілому і зони Лісостепу зокрема дає можливість вирощувати основні види сільськогосподарських культур. Впровадження розроблених на принципах адаптивного рослинництва технологій вирощування сучасних сортів є суттєвим засобом збільшення виробництва продукції рослинництва. Ефективність усіх факторів інтенсифікації технологій вирощування сільськогосподарських культур повинна підвищуватися на основі дедалі зростаючого рівня агротехніки. Сучасні сорти з високою потенційною продуктивністю більшою мірою ”сканують” нерівномірний розподіл абіотичних і біотичних факторів середовища, тому завдання щодо одержання стабільних урожаїв нині набуває все більшої актуальності. Це потребує перегляду всієї концепції рослинництва та розробки стратегії адаптивної інтенсифікації рослинництва, яка ґрунтується на використанні адаптивного потенціалу всіх біологічних компонентів агроекосистем.

Питання для самоконтролю

1.Екологічна та біологічна роль сонячної радіації.

2.Поглинання ФАР посівами польових культур.

3.Фази фотосинтезу та їх значення.

127

4.Значення ультрафіолетового, інфрачервоного випромінювання та видимого світла в житті рослин.

5.С3 та С4 типи фотосинтезу.

6.Фотосинтез у бактерій (хемосинтез).

7.Листова поверхня та її роль для фотосинтезу.

8.Продуктивність фотосинтезу, фотосинтетичний потенціал.

9.Інтенсивність фотосинтезу. Виділення кисню в процесі фотосинтезу.

10.Вплив густоти стояння на продуктивність фотосинтезу.

11.Регулювання фотосинтетичної діяльності рослин.

12.Елементи продуктивності рослин на різних етапах органогенезу. Індекс урожаю.

13.Значення росту і розвитку рослин. Особливості росту польових культур (генетична, гормональна й екологічна зумовленість).

14.Ремонтантність та її значення. Охарактеризуйте життєвий цикл рослин.

15.Характеристика фенологічних фаз та етапів органогенезу.

16.Поділ рослин за тривалістю періоду вегетації.

17.Вплив на ріст і розвиток рослин регуляторів росту?

18.Значення фітогормонів в житті рослин.

19.Охарактеризуйте фізичні властивості насіннєвого матеріалу.

20.Дайте визначення основним показникам якості насіння?

21.Охарактеризуйте різноякісність насіннєвого матеріалу та її види.

22.Сортозаміна та сортооновлення.

23.Посівні кондиції та їх значення.

24.Значення механічного пошкодження зерна.

25.Вологість і зберігання насіння.

26.Причини погіршення сортів.

27.Заходи поліпшення посівних якостей насіння і підготовка його до сівби.

28.Яке значення селекції рослин у підвищенні енергетичної ефективності технології?

29.Охарактеризуйте поняття “сорт” та “гібрид”.

30.Підбір сортів і гібридів. Інтенсивні, напівінтенсивні та екстенсивні сорти.

31.Суміші видів, сортів та гібридів.

128

РОЗДІЛ 4. КОРЕНЕВЕ ЖИВЛЕННЯ

ТА СИСТЕМА УДОБРЕННЯ РОСЛИН

4.1. Формування якості продукції в інтенсивному землеробстві

Одержання високого врожаю і якісної продукції – кінцеве завдання будь-якої системи землеробства. Досягається воно встановленням екологічної рівноваги в агроландшафтах, що дається чим далі, тим з більшими зусиллями в зв’язку з руйнуванням або погіршенням їх якісного складу на величезних площах. Припинення ерозії внаслідок впровадження контурно-меліоративного землеробства і послідовна зміна структури посівних площ, що найбільш відповідає екологічним вимогам – ось той глобальний шлях, який приведе до оздоровлення агроландшафтів і одержання екологічно чистої продукції. Проте залишаються інші фактори, які локально впливають на формування якості продукції. Це добрива і пестициди.

На ефективність добрив, а відповідно і на формування якості продукції, помітно впливає рівень агротехніки і характер погодних умов вегетаційного періоду. Заслуговує уваги питання про вплив як окремих елементів живлення, так і різного поєднання азоту, фосфору і калію на ці показники.

Застосування азотних добрив є одним із основних факторів впливу на формування якісних показників, особливо зернових культур. У дослідах, проведених на різних типах ґрунтів, встановлено, що якісне зерно можна одержати при внесенні помірних доз азотних добрив. На бідних ґрунтах внесення навіть високих доз азоту не завжди супроводжується підвищенням якості зерна, бо при низькому вмісті азоту в ґрунті додаткове його внесення спрямоване переважно на формування вегетативної маси, а на синтез білка його не вистачає. На родючих ґрунтах вплив азоту на формування якості сильніший, ніж на приріст урожаю. Ось чому підвищення родючості ґрунтів безпосередньо впливає на підвищення якості продукції.

При одноразовому внесенні помірних доз азотних мінеральних добрив під озиму пшеницю та інші зернові культури протягом вегетації рослини не забезпечуються цим елементом. У процесі одноразового застосування високих доз азотних добрив (120-140 кг/га), рослини страждають від їх надлишку, а частина азоту втрачається внаслідок денітрифікації та вимивання. Ось чому в зонах достатнього зволоження, найбільш раціональним є роздрібнене внесення азоту під озимі й деякі ярі зернові культури.

129

Внесення азоту згідно з потребою за етапами органогенезу рослин сприяє інтенсивному його засвоєнню, підвищує коефіцієнт використання поживних речовин, що має важливе екологічне значення – після збирання врожаю, азоту тут залишається не більше, ніж на площах без внесення добрив. Встановлено, що для виробництва 1 т високоякісного зерна пшениці потрібно в середньому близько 25 кг азоту добрив.

Застосування роздрібненого внесення азоту під ярі зернові культури, зокрема під ячмінь, і вплив його на формування врожаю і якості зерна ще недостатньо вивчено. Існують дані про високу ефективність пізнього підживлення азотом, яке підвищує вміст білка в зерні ячменю від 10 до 15-18%.

Високі дози азоту негативно впливають на якість коренеплодів. Вміст небілкового азоту в буряках підвищується до 1% і більше, половина з якого перебуває в нітратній формі. Надлишкове азотне удобрення також погіршує технологічні якості буряків.

При нестачі в ґрунті азоту знижується врожай бульб картоплі та погіршується їх якість. Проте й високі дози азотних добрив негативно впливають на кулінарні властивості бульб, призводять до їх потемніння і псування під час зберігання.

Таким чином надлишок азоту в ґрунті призводить до забруднення будь-якої рослинної продукції нітратами.

Вплив фосфору і калію на якість рослинної продукції різнобічний. Під впливом оптимального фосфорного живлення поліпшується виповненість злаків, підвищується вміст цукру в овочах і плодах, крохмалю – в бульбах картоплі. Оптимальне фосфорно-калійне живлення сприяє розвитку кореневої системи сільськогосподарських культур – вона глибше проникає в товщу ґрунту, краще розгалужується.

Дія фосфорних і калійних добрив на якість урожаю сільськогосподарських культур не завжди однозначна: в одних випадках вона поліпшується, в інших вони не впливають або ж негативно впливають на ці показники. Проте вони завжди забезпечують позитивний ефект, якщо дотримується оптимальна доза і не порушується співвідношення азоту, фосфору та калію. Надлишок у ґрунті Р2О5 і К2О при нестачі азоту викликає в рослин неузгодженість енергетичного і білкового обміну. Особливо небажаним є надлишок фосфорного та калійного удобрення для кукурудзи і ярих зернових культур, тоді як озима пшениця, буряки і картопля при збалансованому живленні позитивно реагують на підвищення доз фосфорних і калійних добрив. Цю властивість слід враховувати при внесенні РК – добрив про запас.

130