Україна є однією з держав-гарантів, які забезпечують продуктову безпеку у світі завдяки потужному експорту продовольства. За його обсягом наша країна увійшла до п’ятірки найбільших експортерів зерна у світі, забезпечивши близько 10% світового експорту пшениці та понад 14% кукурудзи. Однак війна росії проти України зараз становить загрозу глобальній продовольчій безпеці, адже понад 400 мільйонів людей у світі отримували продовольство з України. Крім того, війна суттєво вплинула на валове виробництво сільськогосподарської продукції, гарантування постачання та цінову політику продовольчих товарів.
Академік НАН України В. В. Моргун зазначає, що Україна потерпає від геноциду, цілеспрямованого знищення мирного населення, руйнування інфраструктури, спалювання посівів, мінування орних земель. Сьогодні спостерігаються руйнація ринку; брак обігових коштів; завищені ціни на пальне, добрива, засоби захисту рослин, програми живлення рослин.
У подоланні наслідків російської війни, нарощуванні експортного потенціалу аграрного сектору України, задоволенні прогнозованого зростання попиту на продовольство у світі, підтримці глобальної продовольчої безпеки значна роль відводиться підвищенню врожайності зернових культур.
Ефективне використання сортів, занесених до Державного реєстру, має визначальний вплив на формування продуктивності та якісних показників зерна. Останнім часом не тільки кліматичні зміни створюють перешкоди для реалізації генетичного потенціалу нових сортів озимої пшениці, а й невідповідне використання наявних сортових ресурсів та неналежне розміщення їх у природних сільськогосподарських зонах.
АДАПТАЦІЯ СОРТІВ ДО УМОВ МІКРОЗОН
З переходом у сортовипробуванні від районування до реєстрації сортів в аграрному секторі виникла складна проблема розміщення зареєстрованих сортів озимої пшениці у вузьких ґрунтово-кліматичних підзонах, мікрозонах, окремих територіях та індивідуальних господарствах, яка потребує невідкладного вирішення.
Справа в тім, що сорти заносяться до Державного реєстру для зведених ґрунтово-кліматичних зон – Степ, Лісостеп, Полісся. Отримані результати не відображають особливостей реалізації потенціалу продуктивності та адаптивних властивостей нових сортів у підзонах і мікрозонах. Післяреєстраційні сортовивчення з різних об’єктивних і суб’єктивних причин нині не проводяться. Тому достовірно оцінити властивості сортів у конкретних регіонах стало дуже складно. А дні поля та рекомендації кампаній-оригінаторів сортів бувають недостатніми й нерідко упередженими.
Як наголошує академік НААН М. А. Литвиненко, сорти, зареєстровані в укрупнених зонах, можуть бути неконкурентоспроможними на окремих невеликих територіях. Відсутність точних знань про них призводить до того, що аграрії не можуть реалізувати генетичний потенціал сортів, а країна не отримає необхідного валового збору зерна. На думку академіка С. П. Лифенка, погодні умови за останні десятиліття в межах агрокліматичних зон набули не лише значної різноманітності, а й екстремальності, що в підсумку призводить до зміни норми реакції генотипів озимої пшениці до умов вирощування. Тому використання сортів, зареєстрованих у межах однієї з зон Степу, Лісостепу чи Полісся, не завжди дає змогу отримати такі ж добрі результати в умовах виробничих посівів через відхилення кліматичної складової умов вирощування за межі оптимальних значень.
ПРОБЛЕМА ПОСУХ
Останніми роками майже для всіх ґрунтово-кліматичних зон країни звичним явищем стали ґрунтові та повітряні посухи. За оцінками експертів, понад чверть земель світу страждає від посух, які нині є найбільш руйнівними із кліматичних стресів. Негативні наслідки нищівної посухи останніх років спостерігаємо не лише на Півдні, а й у зазвичай благополучних за вологістю регіонах України.
Читати по темі: Вплив підживлення азотом на урожайність і якість зерна пшениці озимої
Тому проблема стійкості сортів до екстремальних температур та їх змін є досить актуальною. На основі аналізу ситуації, що склалася, багато дослідників загострюють увагу на найважливіших напрямах селекції світового масштабу в підвищенні посухо- і спекостійкості сортів озимої пшениці та пошуку генетичного різноманіття, здатного посилити реакцію рослин на посуху.
Цілком слушними з цього приводу є зауваження і застереження видатного селекціонера і творця нових сортів академіка НАНУ М. А. Литвиненка. Він стверджує, що прогнозовані зміни клімату внаслідок впливу на екосистему в цілому і на біоценоз озимої пшениці зокрема наближаються до критичної межі й досягають значного екстремального рівня. За цих умов нинішні, значною мірою розбалансовані господарською діяльністю людини екосистеми та їх компоненти – генотипи сучасних сортів за їх адаптаційним потенціалом не зможуть ефективно протистояти природним негативним явищам без значних втрат урожаю та погіршення його якості.
НАДМІРНЕ РІЗНОМАНІТТЯ
Іншою проблемою є те, що до Реєстру занесено велику кількість сортів. Наразі їх зареєстровано понад 700. У такому розмаїтті важко розібратися не тільки фахівцям агропідприємств і фермерам, а й самим сортовипробувачам. Тому необхідні додаткові фахові дослідження в окремих вузьких агрокліматичних зонах, підзонах і мікрозонах. За їх результатами має бути вирішено питання про доцільність вирощування окремих сортів на цих територіях.
ДОСЛІДЖЕННЯ СОРТІВ
З огляду на актуальність і велике наукове, агрономічне, економічне та загальнодержавне значення зазначеної теми, нами проведено дослідження занесених до Державного реєстру сортів озимої м’якої пшениці в умовах південної частини Правобережного Лісостепу України.
Польові дослідження проводились у 2017–2020 роках у Благовіщенській філії ДП «Центр сертифікації та експертизи насіння і садивного матеріалу» за методикою експертизи сортів рослин групи зернових, круп’яних і зернобобових на придатність до поширення в Україні. Філія розташована в південній частині Правобережного Лісостепу України.
Ґрунти дослідного поля представлені чорноземами реградованими із вмістом гумусу близько 4%. Вони мають сприятливу для росту та розвитку пшениці близьку до нейтральної реакцію ґрунтового розчину, добрі фізичні властивості.
Впродовж чотирьох років досліджено 17 сортів озимої пшениці вітчизняної та зарубіжної селекції, створених у різних ґрунтово-кліматичних зонах.
У зв’язку зі зміною клімату та тривалим глобальним потеплінням агрокліматичні умови південної частини Правобережного Лісостепу, де проводилися досліди, з кожним роком ускладнюються. Тут наочно виражається степовий клімат – температура повітря підвищується, зменшується кількість опадів, запасів вологи в ґрунті, що зумовлює тривалі посухи, пилові бурі та ерозію ґрунту. Адже відомо, що кожна природна зона характеризується певним співвідношенням тепла і вологи. Не тільки у степовій зоні, а й у Лісостепу підвищився температурний режим і зменшилася кількість опадів. Фактично кордони природно-кліматичних зон країни зсуваються на 100–150 км на північ. Що повністю узгоджується з висновком С. П. Лифенка про те, що основною причиною погіршення умов вирощування пшениці, ячменю й інших культур стала зміна клімату зі стійкою тенденцією до підвищення температури та зменшення кількості опадів.
Метою досліджень було вивчення рівня продуктивності та пристосувальних властивостей сортів пшениці м’якої озимої, виявлення генотипів найбільш адаптованих до агроекологічних умов мікрозони, які спроможні продукувати максимально високу урожайність за сприятливих умов і мінімально її знижувати за посушливих.
РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ
Низка надзвичайно критичних чинників, таких як підвищення температури, мала кількість опадів, недостатня вологозабезпеченість посівного, орного та метрового шару ґрунту в період досліджень спричинили значне коливання врожайності сортів, яка змінювалася залежно від генотипу і погодних умов. Обробка дослідних даних дала змогу виділити та оцінити сорти за продуктивністю, її стабільністю та стійкістю до стресів, змінних умов вегетації, адаптації до умов мікрозони. Лише частина з них демонструє високі показники ефективності (табл.).
За чотири роки перше місце за продуктивністю в досліді посів сорт Феофанія. Його створено в Інституті фізіології рослин і генетики НАН України. Вегетаційний період сорту – 257–268 днів, висота рослин 76–84 см. Стійкість до вилягання та осипання становила 9,0 балів. Сорт відносно здатний протистояти впливу стресових чинників навколишнього середовища, його стійкість до посухи оцінено в 6,2 (2018) і 8,1 (2017) балів.
Середня врожайність за роки досліджень становила 5,48 т/га, перевищуючи стандарт Подолянка на 0,52, а середня по досліду – на 0,53 т/га. У 2017, 2019 та 2020 роках він займав лідируючі позиції в досліді, а в 2018 році під час сильної посухи врожайність була вищою за середньодослідну, але нижчою за стандарт.
Другим за врожайністю став сорт Нордіка від Limagrain Europe. Сорт характеризується середньораннім терміном дозрівання, формою напіврозлогого куща, високою стійкістю до вилягання. У перші роки своєї діяльності кампанія створила сорти переважно європейського типу, сприятливі для умов Західної України. За висновками держреєстрації їх рекомендували лише для Лісостепу та Полісся. Першим винятком цієї кампанії став сорт Нордіка, який пропонується для всіх ґрунтово-кліматичних зон.
Наше дослідження підтверджують агробіологічні характеристики та рекомендації кампанії щодо його високої продуктивності в умовах посухи та інших природних стресів, а також дають йому шанси на вирощування в посушливих регіонах. За період досліджень сорт займав кращі позиції за продуктивністю, значно перевищуючи середній показник по досліду та стандарту, але у 2018 та 2020 роках поступився стандарту Подолянка.
Наступні два місця за продуктивністю посідають сорти СН Комбін (Deutsche Zaatferedelung AG) і Мудрість одеська (Селекційно-генетичний інститут). Їх показники врожайності становлять 5,32 і 5,22 т/га відповідно. Вони перевищили стандарт на 0,36 та 0,26 т/га. Сорт СН Комбін відзначився добрим ростом і розвитком восени, а після зимівлі добре розрісся і кущився, створивши потужну кореневу систему і вегетативні стебла. Завдяки цьому сорт добре переносить аномальні погодні умови та ґрунтово-повітряну посуху. Доречно зазначити, що в періоди найбільшої спеки у 2018 та 2020 роках листя вдень втрачало тургор, відновлюючи його вночі. При цьому нижні листки передчасно жовтіли і відмирали. Це може свідчити про те, що рослини сорту поступово втрачають здатність адаптуватися до стресів.
МУДРІСТЬ ОДЕСЬКА ТА ЕКСТРАСИЛЬНІ СОРТИ
Дослідження виявили певну неординарність сорту Мудрість одеська за деякими морфобіологічними ознаками та властивостями, особливо якістю зерна та силою борошна. Від інших генотипів його істотно відрізняли добра продуктивність, адаптаційні властивості та якість зерна. За цими властивостями він перевищує стандартний сорт Подолянка. У 2017, 2019 та 2020 роках урожайність була вищою за стандарт, а у 2018 році – такою ж.
До того ж встановлено, що зерно сорту Мудрість одеська має не тільки високий вміст протеїну (13,3–14,6%) і клейковини (29–34%), а й має специфічні максимально виражені фізико-технологічні показники екстрасильної пшениці з силою борошна 486–527 а.о. Стандартний сорт Подолянка також має високі показники якості, але вміст білка був нижчим на 0,7–1,2%, клейковини – на 2–3%, а сила борошна – на 90–130 а.о.
Основний автор сорту академік М. А. Литвиненко підкреслює, що за даними досліджень Кіровоградської сортодослідної станції, Мудрість одеська за силою борошна 455 а.о. перевершила усі досліджувані сорти і віднесена до екстрасильних.
Хоча в нашій країні, згідно з новими державними стандартами на зерно м’якої пшениці (2019), сила борошна не регламентується, за позакласними показниками вона має бути не нижчою ніж 220–130 а.о.
Водночас вчені Я. Рябовол і Л. Рябовол слушно підкреслюють, що селекціонери Західної Європи, як і деякі вітчизняні селекціонери, виділяють ще одну групу пшениці – надсильну, або екстрасильну, яка вирізняється підвищеними якісними показниками. І цілком логічно, що видатні селекціонери М. А. Литвиненко і С. П. Лифенко заклали науково-теоретичні основи, провели багато дослідів зі створення надсильних генотипів. У цьому напрямі є значні успіхи. В селекційно-генетичному інституті створено чимало екстрасильних озимих сортів, які за своїми якісними показниками не поступаються найкращим світовим досягненням канадських ярих сортів екстрасильних пшениць.
В Україні останніми роками урожайність зерна озимої пшениці почала зростати, але воно не завжди було високої якості. Строкатість і недостатня якість зерна спонукає шукати шляхи впливу на його технологічні показники. Вважаємо, що створення екстрасильних сортів пшениці є одним із важливих напрямів вирішення цієї проблеми. Вона має цінне наукове, виробниче, економічне та національне значення. Впроваджуючи такі сорти за відповідних агротехнологій і умов вирощування, можна реально отримувати продовольче зерно з найвищими якісними показниками, яке користується попитом на світовому ринку.
АДАПТИВНІСТЬ ДО СТРЕСОВИХ УМОВ
Сьогодні зростає актуальність впровадження у виробництво не тільки високопродуктивних генотипів, а й тих, що мають добру адаптивність до несприятливих абіотичних чинників, насамперед до аномальних посух і суховіїв, які з кожним роком посилюються.
Загальновідомо, що високі температури, які перевищують порогову витривалість генотипу, є для рослин стресом, який може виникнути раптово і впливати тривалий час. В 2018–2020 роках вони здебільшого були довгочасними.
Посухи зумовлюють низку незворотних змін на клітинному рівні, порушують або припиняють фотосинтез, пригнічують ріст і розвиток рослин, що призводить до зниження продуктивності посівів, значних коливань врожайності за роками. Тому за оцінки адаптивних властивостей генотипів показник посухо- і спекостійкості тепер стає одним з найбільш основоположних чинників добору сортів озимої пшениці для певних мікрозон і територій.
Зарубіжна і вітчизняна селекція суттєво підвищила адаптивність сучасних сортів, вони стали більш пристосованими до конкретних умов вирощування, однак і більш чутливими до раптових негативних умов і природних катаклізмів, які значно почастішали зі зміною клімату.
Стійкі до стресових ситуацій генотипи відрізняються порівняно невеликою швидкістю реакції на зміну умов вирощування. Вони здатні за сприятливих погодних умов і доброї вологозабезпеченості забезпечити нормальну життєдіяльність рослинного організму й дати високий урожай, а під час посухи – знизити його найменше.
Кожен сорт характеризується певним генетичним рівнем стресостійкості. За цією властивістю досліджувані сорти мали відмінні ознаки, їх можна розділити на три групи.
Перша група. Сорти з високою посухостійкістю: Обряд, Феофанія, Нордіка, Наснага, Мудрість одеська, СН Комбін. Вони показали підвищену стійкість до тривалих посух і суховіїв, дії теплового шоку. Стійкість до посухи в них оцінювалася залежно від сорту від 6,0 до 8,1 бала. Рослини цих сортів в посушливі періоди мали більш вирівняний стеблестій, кращу облистяність, більшу кількість життєздатних зелених листків, значну частину скручених прапорцевих листків. В умовах посухи ці властивості мають вагоме значення і свідчать про вищу посухостійкість рослин. При кращій посухостійкості сорти цієї групи мали і вищу врожайність.
Друга група. Сорти з низькою стійкістю до посух і суховіїв. До цієї групи відносяться сорти Сталева, Шпалівка, Житниця одеська, Турі, Румор, Марія, Асканійська. За ознаками посухо- і спекостійкості, витривалості до стресових чинників вони не були адаптовані до агроекологічних умов підзони. Сильна посуха, спека та неадекватні зміни погоди не відповідали їхнім біологічним властивостям, а спекотна погода 2018–2020 років стала для них справжнім випробуванням. Посіви формувалися низькорослими, середньорослі сорти розвивалися як напівкарлики, рослини відставали в рості, відмічалося пожовтіння і відмирання нижніх листків, зменшення листкової поверхні. Було зафіксовано домінантний розвиток головних стебел, невирівняність рослин за висотою, частина стебел не виколошувалася. Витривалість до посухи оцінювалася в 4,4–5,3 бала, що призвело до формування низької продуктивності.
У 2017 році перше місце за продуктивністю зерна посів сорт Асканійська з урожайністю 6,90 т/га, перевищивши стандарт на 1,2, а середнє значення досліду – на 0,72 т/га. За підсумками першого року були сподівання, що сорт у цій підзоні має перспективи. Однак ретельні наступні дослідження засвідчили, що він погано переносить посуху і спеку. Як наслідок, у наступному, 2018 році цей сорт посів останнє місце за врожайністю, поступившись стандарту на 1,09 т/га. У 2019 та 2020 роках він опинився серед аутсайдерів за врожайністю в досліді.
Третя група сортів характеризується неспроможною стійкістю до посухи, тобто знаходиться посередині між першою і другою групами. Сюди віднесено сорти Ветеран, Гілея, Обряд, Сотниця. Їх посухо
стійкість становила 5,1–6,3 бала. Висота рослин була дещо нижчою, ніж генетично зумовлена. В посушливі періоди відмічалося всихання верхівок листків, втрата тургору вдень і відновлення його вранці.
ДИФЕРЕНЦІАЦІЯ ЗА ЗИМО- ТА МОРОЗОСТІЙКІСТЮ
Іншою важливою адаптивною властивістю сортів озимої пшениці є зимо- і морозостійкість. Ця важлива їх біологічна властивість часто визначає придатність сорту до певних ґрунтово-кліматичних умов. Незважаючи на зміну клімату та загальне потепління зимового періоду, вирощування сортів озимої пшениці на значній територій України пов’язане з ризиком вимерзання та зрідження посівів у зимовий період в окремі роки.
На ступінь зимостійкості великий вплив мають рівень родючості ґрунтів, культури землеробства, цілеспрямовані агрономічні прийоми, які включають найкращі попередники, своєчасний і якісний обробіток ґрунту, дотримання оптимальних строків сівби і норм висіву, глибини загортання насіння, доз і строків внесення добрив і співвідношення їх основних елементів живлення тощо.
Однак навіть неухильне дотримання агротехнологій не завжди забезпечує хорошу перезимівлю пшениці. Визначальними є генетична основа і біологічні властивості сортів. За роки досліджень зимові періоди видалися теплими, м’якими і без сильних морозів. Земля була злегка промерзлою або талою. Екстремальних умов, які могли б негативно вплинути на перезимівлю рослин, не виявлено.
Але навіть за таких умов спостерігалася диференціація генотипів за цією властивістю. Підвищений потенціал зимостійкості та морозостійкості мають сорти Асканійська, Наснага, Обряд, Феофанія, Нордіка, Мудрість одеська. Більшість досліджуваних сортів належали до групи вище середньої та високої зимостійкості. Сорти Мудрість одеська, Феофанія, Нордіка перезимували краще за інші генотипи в усі роки. Дещо нижча зимостійкість була у сортів Гілея, СН Комбін та Шпалівка. У 2019 і 2020 роках за час теплих зим та відлиг, рослини цих сортів втрачали загартованість, відбулося часткове ураження рослин невеликими морозами та пригнічення посівів.
ВИСНОВКИ
Проведені дослідження дали можливість виділити сорти з найбільшим ступенем адаптації до умов підзони. В умовах посушливості клімату найбільш адаптованими виявилися сорти Феофанія, Нордіка, СН Комбін, Наснага та Мудрість одеська. Вони спроможні продукувати високу урожайність за сприятливих умов і мінімально її знижувати за посушливих, реалізовуючи таким чином свій максимальний генетичний потенціал в умовах південної частини Правобережного Лісостепу.
Г. Л. Устинова, асистентка; М. О. Самойлик, аспірант; М. В. Лозінський, канд. с.-г. наук, Білоцерківський національний аграрний університет; О. Л. Уліч, канд. с.-г. наук, Благовіщенська філія ДП «Центр сертифікації та експертизи насіння і садивного матеріалу»; Л. І. Уліч, канд. с.-г. наук , почесний сортовипробувач, ФГ «Теософ»
Опубліковано в журналі “Агроном”, 2023
