Особливості осіннього живлення та захисту пшениці

773
Особливості осіннього живлення та захисту пшениці

Попри зростання популярності серед аграріїв таких культур, як соняшник, ріпак, кукурудза, соя, вирощування пшениці озимої залишається основою рослинництва нашої держави.

В Україні в останні роки витрати на живлення та захист зернових колосових культур вже досягають половини витрат на вирощування. Серед економічних чинників, які негативно позначаються на виробництві продуктів харчування, слід назвати високі ціни на доб­рива і засоби захисту рослин та транспортні витрати, обмеженість земельних і водних ресурсів, а також зростання попиту на біопаливо. Тому для України підвищення ефективності живлення і захисту зернових злаків є шляхом не тільки до сталих, високих і якісних врожаїв, а й до збереження родючості ґрунтів і, відповідно, рентабельного рослинництва у країні, забезпечення продовольчої, екологічної та економічної безпеки держави.

РОЛЬ ЖИВЛЕННЯ У ФОРМУВАННІ ВИСОКИХ УРОЖАЇВ

Світові експериментальні дані свідчать, що потенціал продуктивності озимої пшениці може бути надзвичайно високим. Наприклад, у 2009 році сорт озимої пшениці Фаворитка на Черкащині з площі 136 га забезпечив отримання урожаю зерна в 131,8 ц/га (Моргун В., 2009–2015). Несприятливі погодні умови можуть суттєво зменшити врожайність залежно від стійкості генотипу. Отже, для отримання високого врожаю пшениці необхідна оптимізація взаємодії двох головних складових – високого генетичного потенціалу продуктивності та необхідних для його повного розкриття умов вирощування.

Високі врожаї зернових злакових культур нерозривно пов’язані з відповідними збалансованими дозами внесення NPK і мікроелементів. Основним чинником стабільного та рентабельного зерновиробництва є вирощування інноваційних, адаптованих для регіону сортів за технологіями вирощування, що відповідають потребам сорту. На сьогодні значні витрати аграріїв у технологіях отримання зерна припадають на добрива. У зв’язку зі зростанням цін на добрива та енергоресурси головною проблемою у впровадженні систем живлення високоврожайних сортів зернових є підвищення коефіцієнтів засвоєння макро- та мікроелементів. Основними шляхами підвищення коефіцієнтів засвоєння добрив є поділ дози елемента на кілька внесень; локальне внесення добрив (внесення у зону рядка/або на 5–7 см нижче, поряд із насіннєвим ложем, у зону розташування первинної кореневої системи); позакореневі підживлення; використання рідких і комплексних добрив; впровадження інтегрованих систем живлення та захисту посівів.

В останні роки виробники зерна України вносять переважно лише азотні добрива, зростає рівень внесення рідких азотних добрив. Очевидно, що середня врожайність пшениці в Україні, яка не гірша за такий показник у США, Канаді, Індії чи Аргентині, де мінеральних добрив вноситься у 2–3 рази більше, обумовлена високою родючістю українських ґрунтів, які, без перебільшення, можна назвати національним надбанням. Проте рівень родючості знаходиться під загрозою, оскільки в останні роки практично не вносяться органічні, фосфорні та калійні добрива, що зумовлює виснаження запасів гумусу, а використання соломи та інших рослинних решток як біопалива може остаточно знищити українські чорноземи.

Ефективність використання доб­рив в Україні також залишає бажати кращого. В цілому як для озимої, так і для ярої пшениці 60% від очікуваного максимуму загального відносного поглинання елементів (N + P2O+ K2O) відбувається в сере­дині або наприкінці вегетаційного періоду. Високопродуктивні сорти озимої пшениці є азотофілами, й основна кількість азоту вноситься у І та ІІ підживлення. Азотні добрива недоцільно застосовувати у високих дозах до посіву, оскільки підвищені концентрації азоту в ґрунті можуть несприятливо вплинути на рослини на перших етапах їх розвитку. Водночас не слід допускати й азотного голодування рослин пшениці на початку вегетації. Отже, в осінній період важливо забезпечити помірне азотне живлення шляхом внесення невеликих доз азотних добрив, переважно в амонійній формі.

Стартові дози азоту (N20–30), за потреби, можуть бути внесені у вигляді вапняково-аміачної селітри, аміачної селітри, сульфату амонію, КАСів тощо. За результатами багаторічних виробничих досліджень встановлено, що перспективним є осіннє внесення азоту N80–100 в амонійній формі (безводний аміак, аміачна вода) на глибину 14–20 см перед посівом. Внесення восени високих доз добрив із вмістом нітратів (аміачна селітра, КАСи) та сульфатів (сульфати амонію, магнію) призведе лише до втрат азоту й сірки в зимовий період.

Необхідне також забезпечення рослин фосфором і калієм, які, на відміну від азотних добрив, застосовують переважно в основне внесення. Внесення діамофосок та інших комплексних добрив, у тому числі й локальне, є важливим компонентом технологій вирощування. Відзначимо важливість доступного для рослин фосфору на початку вегетації.

Інгібування поглинання іонів у другій половині вегетації за несприятливих умов вирощування (перезволоження, посуха, високі температури), які викликають блокування функціонування кореневої системи, зумовлює високу ефективність позакореневого внесення елементів мінерального живлення. По вегетації фосфорні та калійні добрива слід вносити тільки у формі водорозчинних рідких комплексних.

Ефективність використання рослинами основних елементів живлення залежить від багатьох чинників і посилюється при підвищенні рівня збалансованості між поживними елементами, зокрема, азотом, фосфором, калієм, сіркою, магнієм, кальцієм та мікроелементами (марганець, мідь, цинк, залізо, бор, молібден).

У технологіях вирощування високопродуктивних сортів вартість мінеральних добрив вже зрівнялася або перевищує вартість енерговитрат. Тому для підвищення віддачі від мінеральних добрив поряд із ретельним збалансуванням систем живлення по елементах необхідно вносити органічні добрива, приділяючи особливу увагу вирощуванню й загортанню сидератів, якими виступають бобові та хрестоцвіті культури. Дози добрив слід визначати відповідно до запланованої врожайності та ґрунтових умов і погодних особливостей вегетаційного сезону.

Загалом, система живлення високопродуктивних сортів зернових культур складається із багатьох етапів, значна кількість яких інтегрована у системи захисту посівів. Останні також є важливою складовою отримання високих врожаїв зернових злакових культур, особливо пшениці, оскільки бур’яни, шкідники та хвороби щороку лімітують продуктивність зерновиробництва.

ВЗАЄМОДІЯ ФОНУ ЖИВЛЕННЯ ТА ПЕСТИЦИДІВ

Вегетаційні періоди останніх років характеризуються потужним розвит­ком хвороб, шкідників і бур’янів, що формує підґрунтя для їх широкого поширення і в наступних сезонах. З метою забезпечення ефективного захисту сходів від ураження хворобами і шкідниками особливу увагу необхідно звернути на якісне протруєння насіння озимої пшениці. При цьому перевагу слід віддавати протруйникам, які характеризуються широким спектром дії та мають високу фунгіцидну ефективність проти твердої та летючої сажки, фузаріозної й гельмінтоспоріозної кореневих гнилей, снігової плісняви та інших хвороб і забезпечують дезінфекцію насіннєвмісного шару ґрунту від збудників хвороб, що гарантує тривалий та ефективний захист.

Шкідники теж можуть значно зменшити продуктивність посівів і якість зерна, у деяких випадках до 50% і більше. Важливе значення має оптимізація проходження рослиною критичних для ураження шкідниками фаз розвитку (так зване фенологічне уникнення), оскільки шкодочинна активність квіткових галиць і стеблових пильщиків відбувається у вузьких фенологічних «вікнах».

Необхідне також покращення фізіологічних механізмів, які дають змогу  певною мірою компенсувати негативний вплив шкідників на рослину (наприклад, підвищення інтенсивності фотосинтезу як відповідь на зменшення площі листкової поверхні або забезпеченості рослини асимілятами). Це сприятиме зменшенню пестицидного навантаження на довкілля та підвищенню врожайності, оскільки жоден із хімічних засобів захисту не забезпечує повне знищення шкідників. У разі наявності загрози пошкодження посівів ґрунтовими шкідниками (дротяник, озима совка та ін.), злаковими мухами, попелицею, цикадками тощо для передпосівної обробки насіння доцільно використовувати сучасні інсектицидно-фунгіцидні протруйники.

Багато збудників хвороб порушують фотосинтетичні процеси внаслідок ураження та відмирання листків, що призводить до зменшення листкового індексу. Це борошниста роса, септоріоз, іржа, піренофороз тощо. Залежно від ступеня ураженості втрати врожаю можуть коливатися від 10 до 50%.

Впродовж останніх семи років, п’ять із яких характеризувалися подовженим періодом осінньої вегетації, у посівах озимих зернових культур можна було спостерігати інтенсивний розвиток фузаріозів, альтернаріозу, борошнистої роси, септоріозу листків, сітчастої плямистості (на ячмені), тому необхідно бути готовим до осіннього внесення фунгіцидів.

Контролювати забур’яненість у посівах пшениці необхідно починаючи практично зі сходів культури. Усі найвищі врожаї пшениці у світі досягнуто саме за впровадження даного підходу
Контролювати забур’яненість у посівах пшениці необхідно починаючи практично зі сходів культури. Усі найвищі врожаї пшениці у світі досягнуто саме за впровадження даного підходу

Крім грибкових і бактеріальних збудників хвороб, у метаболізм рослинного організму можуть втручатися численні віруси, зменшуючи доступність азотовмісних сполук для рослини, тому фунгіцидну обробку можна поєднувати із внесенням інсектицидів, зокрема, на основі фосфорорганіки.

Боротьба із хворобами є необхідною складовою технології отримання високих врожаїв пшениці. Як і проти шкідників, у цьому випадку доцільно застосовувати хімічні засоби, інтегровані з системами живлення. До робочих розчинів для обприскування доцільно додавати сульфат магнію (2–4 кг/га) та мікроелементи – гідроксид міді (Косайд – 100–200 г/га), сульфати марганцю, цинку, заліза (за потреби). Одночасне застосування водорозчинних добрив з фунгіцидами (класи стробілуринів, триазолів, SDHI) подовжує період фотосинтетичної активності та підвищує ефективність використання неорганічних елементів рослинами культури.

ЕФЕКТИВНІСТЬ ОСІННЬОГО ЗАСТОСУВАННЯ ГЕРБІЦИДІВ

Контроль забур’яненості є одним із найскладніших і затратних елементів технології захисту посівів зернових культур, зокрема, пшениці озимої. Використання гербіцидів забезпечує зменшення забур’яненості посівів, що супроводжується не лише зростанням продуктивності культури, а й поліпшенням якості зібраного врожаю. Бур’яни конкурують із культурними рослинами за основні життєві ресурси – воду, поживні речовини та світло. Тому в системах захисту посівів боротьба з бур’янами посідає чільне місце.

В Україні забур’яненість посівів сільськогосподарських культур дуже висока. На орних землях України присутні від 300 до 1500 видів бур’янів і понад 700 видів рослин, які потенційно можуть бути бур’янами. В останні десятиліття масового поширення набули багаторічні види бур’янів. Більшість видів є потужними конкурентами культурних рослин, які істотно погіршують умови їх росту та розвитку. Традиційна система використання гербіцидів на посівах пшениці озимої існує впродовж останніх 70-ти років, практично не змінюючись. В рамках цього традиційного підходу бур’яни знищують навесні – у кращому випадку наприкінці квітня, а інколи навіть у травні, на початку періоду генеративного розвитку. Отже, впродовж тривалого періоду восени та навесні бур’яни використовують елементи живлення і створюють значну конкуренцію культурним рослинам.

Таблиця 1. Ефективність гербіцидів на пшениці озимій за осіннього внесенняКонкуренція із бур’янами є чинником зниження врожайності пшениці під час усієї вегетації, тому контролювати забур’яненість необхідно, починаючи практично зі сходів культури. Усі найвищі врожаї пшениці у світі досягнуто саме за реалізації даного підходу. Тривале перебування пшениці озимої у фазі осіннього та весняного кущіння (до двох місяців) створює умови для активного розвитку бур’янів. За відсутності осіннього внесення гербіцидів уже рано навесні на багатьох полях є дуже розвинуті шкідливі бур’яни (підмаренник чіпкий, види ромашки, волошка синя, метлюг звичайний, грицики звичайні тощо), цикл розвитку яких збігається, а інколи випереджає розвиток рослин культури.

Озимі та зимуючі бур’яни, маючи потужнішу кореневу систему та добре розвинену розетку листя, краще за культурні рослини використовують елементи живлення, вологу, сонячну енергію (затінення рослин), обмежують площу живлення, пригнічують рослини пшениці. Наприклад, одна рослина підмаренника чіпкого споживає із ґрунту втричі більше азоту, ніж рослина пшениці. Тому важливим методом контролювання підмаренника, падалиці соняшнику та ріпаку, метлюгу є осіннє застосування гербіцидів. Осіннє внесення на полях, де попередником пшениці є ріпак, має бути загальноприйнятим елементом технології. На полях, де домінують пирій, осоти, перед підготовкою ґрунту до посіву потрібно застосувати гербіциди суцільної дії. Навесні здебільшого відсутнє вікно з оптимальними умовами для внесення гербіцидів, тож доводиться вносити переважно інгібітори ацетолактатсинтази. Восени погодні умови для контролювання бур’янів, як правило, більш сприятливі. Рослини перебувають на початкових фазах розвитку, тому й ефективність гербіцидів висока. До того ж зменшується навантаження на техніку в весняний період, що важливо для виконання інших весняних польових робіт. Тому з метою запобігання непродуктивним втратам поживних речовин в осінній період і навесні та уникнення конкуренції культурних рослин з бур’янами, доцільно застосовувати осіннє внесення гербіцидів (композиції інгібіторів фотосинтезу, мітотичного циклу, синтезу каротиноїдів, менше – інгібіторів ацетолактатсинтази). Це дає змогу стимулювати продуктивне кущіння посівів, підвищити їх зимостійкість, а також вивільнити матеріальні та трудові ресурси господарства під час весняних польових робіт.

Переважна більшість зареєстрованих в Україні гербіцидів для посівів культурних рослин – зернових колосових, кукурудзи, соняшнику, зернобобових тощо – за механізмом дії відноситься до інгібіторів ацетолактатсинтази (АЛС). АЛС  є ключовим ферментом у синтезі амінокислот із розгалуженим вуглецевим ланцюгом – ізолейцину, лейцину та валіну. До класу інгібіторів АЛС входять численні гербіциди – похідні імідазолінонів, піримідинілтіобензоатів, сульфоніламінокарбонілтриазолінонів, сульфонілсечовин і триазолопіримідинів, проте точний механізм прояву фітотоксичної дії досі не з’ясовано. Широке застосування гербіцидів з одним механізмом дії створює загрозу виникнення резистентних до гербіцидів видів бур’янів. При виникненні та поширенні резистентних біотипів витрати на контролювання бур’янів суттєво збільшуються, що може призвести до різкого зниження рентабельності рослинництва. Авторами у 2017 році було ідентифіковано на півдні України резистентні біотипи плоскухи звичайної (Echinochloa crus-galli (L.) P. Beauv. var. crus-galli). За співпраці з The Herbicide Resistance Action Committee та The Weed Science Society of America вперше отримана в Україні інформація щодо ідентифікування резистентних біотипів бур’янів у рослинництві держави була занесена до міжнародної бази даних International Herbicide-Resistant Weed Database, USA (http://www.weedscience.org/Ukraine).

Варто сказати про ще одну важливу особливість осіннього внесення гербіцидів, яка дає змогу зменшити внесення інгібіторів АЛС на користь застосування інгібіторів фотосинтезу, синтезу каротиноїдів, збирання мікротрубочок тощо. В останні роки на ринку України зареєстровано препарати, які ефективно контро­люють бур’яни та запобігають ушкодженню посівів пшениці озимої. «Перелік пестицидів і агрохімікатів, дозволених до використання в Україні», за винятком кількох препаратів, не розмежовує гербіциди для осіннього та весняного використання на пшениці озимій. Тому метою наших досліджень було встановлення ефективності окремих гербіцидів за умов осіннього застосування у технологіях вирощування високопродуктивних сортів пшениці озимої.

Об’єктами дослідження були гербіциди з діючими речовинами: пендиметалін, 330 г/л, який застосовували у дозі 3 л/га; ізопротурон, 125 г/л + пендиметалін, 250 г/л, як зразок препарату динітроаніліну з сечовиною – 4 л/га; трибенурон-метил, 250 г/кг + тіфенсульфурон-метил, 500 г/кг – 0,04 й 0,06 кг/га; йодосульфурон, 25 г/л + амідосульфурон, 100 г/л + мефенпір-діетил (антидот), 250 г/л – 0,11 кг/га.

Ефективність композиції дифлуфенікан + ізопротурон + триасульфурон за осіннього внесення. ДСВ ІФРГ НАН України, Київська область, 2019 р.
Ефективність композиції дифлуфенікан + ізопротурон + триасульфурон за осіннього внесення. ДСВ ІФРГ НАН України, Київська область, 2019 р.

Виявлено, що осіннє застосування всіх досліджуваних гербіцидів є ефективним засобом проти бур’янів у посівах пшениці озимої. Встановлено високу активність гербіциду ізопротурон, 125 г/л + пендиметалін, 250 г/л на дослідних ділянках.

Після його осіннього застосування повністю відпала потреба у додатковій гербіцидній обробці навесні, оскільки посіви були чистими від бур’янів. При цьому забур’яненість посівів пшениці озимої осотами восени була відсутньою. Основні види бур’янів контролювалися впродовж вегетації.

Проте препарат мав недостатню активність щодо падалиці ріпаку – поодинокі рослини ріпаку зберігалися на полі до середини генеративного періоду розвитку пшениці. Необхідно зазначити, що пшениця озима була висіяна на полі, яке в попередні роки було забур’янене осотами. Сходи осотів були поодинокими восени і масово з’явилися на посівах у травні. Фактично, застосування препарату ізопротурон + пендиметалін стримувало розвиток осотів восени і меншою мірою – навесні у фазі кущіння пшениці. Поряд із цим було проведено дослідження ефективності інших гербіцидів на посівах пшениці озимої.

Встановлено, що контроль шкодочинності бур’янів у посівах із застосуванням гербіцидів забезпечує суттєве підвищення врожаю і якісних показників пшениці озимої. Виявлено, що всі застосовані препарати не мали суттєвого фітотоксичного впливу на рослини пшениці озимої, однак спостерігалося їх незначне пригнічення у варіанті з застосуванням трибенурон-метил + тіфенсульфурон-метил у підвищеній дозі 0,06 кг/га (табл. 2).

Таблиця 2. Фітотоксичність гербіцидів до рослин пшениці озимоїНадзвичайно важливим для конт­ролювання бур’янів у посівах пшениці озимої є зниження їх шкідливості ще до початку вегетації, коли суттєво інгібується поглинання доступних елементів живлення рослинами бур’янів із ґрунту й, відповідно, може зростати кількість доступних для рослин культури макро- та мікроелементів. Досліджено, що за осіннього внесення гербіцидів спостерігається посилення накопичення біологічно важливих неорганічних аніонів у рослинах пшениці озимої, що може визначати кращий стан рослин як восени, так і після перезимівлі. Усі застосовані в досліді гербіциди сприяли більшому накопиченню ортофосфату та, меншою мірою, сульфату рослинами пшениці озимої у фазі осіннього кущіння.

У переліку гербіцидів для застосування восени також необхідно згадати дифлуфенікан, який використовувався за отримання усіх світових рекордних врожаїв зернових колосових у Великій Британії та Новій Зеландії в останнє десятиріччя.

Переваги дифлуфенікану: інгібітор синтезу каротиноїдів, ґрунтової та позакореневої дії, протидводольний, м’який, подовженої дії, проти ранніх злаків, відносно дешевий. Ефективність контролю бур’янів з однією обробкою восени можна побачити на фото.

Таким чином, застосування гербіцидів інгібіторів мітотичного циклу, синтезу каротиноїдів та фотосинтезу є шляхом підвищення ефективності контролювання бур’янів у посівах і перспективним засобом протидії виникненню стійких до інгібіторів АЛС біотипів бур’янів.

СТРАТЕГІЯ ЖИВЛЕННЯ ТА ЗАХИСТУ РОСЛИН У НАРОЩУВАННІ ПРОДУКТИВНОСТІ ПОСІВІВ

Пошук подальших шляхів підвищення потенціалу врожайності зернових злакових культур, зокрема пшениці, має бути спрямований на поглиблене вивчення фізіологічних процесів, які беруть участь у формуванні зернової продуктивності, з метою виявлення ланок, що лімітують інтенсивність їх перебігу. Це створює можливості для цілеспрямованого генетичного удосконалення фізіологічних основ продукційного процесу як на рівні окремих органів, так і рослини в цілому.

Визначну роль у підвищенні продуктивності відіграє створення сортів із високим рівнем засвоєння макро- та мікроелементів із важкодоступних субстратів і розробка сучасних спеціалізованих комплексних добрив та систем живлення. Шляхами підвищення коефіцієнту засвоєння елементів живлення також є поділ дози елементу, локальне внесення, позакореневе підживлення та застосування сучасних видів добрив. При застосуванні комплекс­них добрив для позакореневого підживлення зниження сольового індексу можна досягти додаванням органічних речовин (амінокислоти, компоненти циклу синтезу нікотин­аміду) із властивостями переносників іонів у рослини та не фітотоксичних хелатуючих агентів.

Таким чином, важливу роль у реалізації потенціалу продуктивності має впровадження високоефективних спеціалізованих для групи сортів технологій живлення та захисту від шкідників, хвороб і бур’янів й фізіологічно обґрунтоване інтегрування систем живлення та захисту посівів.

Л. М. Михальська, канд. біол. наук, ст. наук. співр., В. В. Швартау, чл.-кор. НАН України, д-р біол. наук, проф., Інститут фізіології рослин і генетики Національної академії наук України

Опубліковано в журналі “Агроном”, 2020

Найсвіжіші матеріали читайте в журналі «Агроном». Слідкуйте за головними агрономічними новинами на нашій сторінці у Facebook та каналі в Telegram