Вплив строку сівби на витрати поживних речовин пшеницею

Зимо- та морозостійкість пшениці ози­мої (Triticum aestivum L.) є однією з важли­вих умов її успішної перезимівлі й отримання високої урожайності. Стійкість рослин ози­мої культури значною мірою залежить від біологічних властивостей сортів, попередни­ків, строків сівби, рівня мінерального жив­лення та інших чинників.

ЗАГАРТУВАННЯ ОЗИМОЇ ПШЕНИЦІ

Значну роль у перезимівлі посівів ози­мих відіграє їх стан після припинення ак­тивної осінньої вегетації, а загартування є одним із основних чинників, який забезпечує виживання рослин за несприятливих метеорологічних умов зимо­вого періоду і форму­вання майбутнього врожаю.

Для протистояння низьким температурам у зимовий період рослини пшениці озимої мають пройти дві фази загартування. Під час першої фази, за­вдяки активній вегетації та процесам фото­синтезу, у вузлах кущіння накопичуються вуглеводи, які за нічної температури від 0 до 4°С практично не витрачаються рослинами на ростові процеси та дихання. Про успішне проходження першої фази загартування сві­дчить високий вміст розчинних вуглеводів у вузлах кущіння на час припинення осінньої вегетації (до 30% і більше від загального вмісту сухої речовини). За таких умов рос­лини можуть витримувати зниження темпе­ратури на глибині залягання вузла кущіння до мінус 11–14°С. Впродовж другої фази загар­тування відбувається зневоднення клітин, у яких зростає концентрація вуглеводів, змен­шується вміст вільної води, що легко замер­зає, і підвищується вміст зв’язаної води, яка замерзає лише за критично низької темпе­ратури. По завершенні цієї фази рослини на­бувають більшої стійкості до низьких темпе­ратур: добре загартована пшениця витримує зниження температури на глибині залягання вузла кущіння до мінус 18–20°С.

У процесі за­гартування рослин пшениці озимої накопи­чення вуглеводів, які захищають протоплаз­му від шкідливої дії низьких температур, є необхідністю, що значною мірою визначає рівень їх підготовки до несприятливих умов зимівлі, сприяє утворенню нових паго­нів та вузлових коренів на початку віднов­лення весняної вегетації. Встановлено значну залежність вуглеводного метаболізму в рослинах пшениці озимої від температур­ного режиму впродовж осінньо-зимового пе­ріоду.

За дослідженнями В. М. Костромітіна, Н. І. Рябчун та інших науковців, посіви пше­ниці озимої ранніх строків сівби акумулю­ють більшу кількість вуглеводів, але у зв’язку з переростанням і активним дихан­ням у зимовий період використовують їх у більшій кількості, ніж рослини оптимальних і пізніх строків сівби, й стають менш стійки­ми до несприятливих умов, а отже, зимостій­кість таких посівів знижується.

Разом з цим, спеціальні дослідження, проведені ще в 70-х роках минулого століт­тя, показали, що для формування морозос­тійкості рослин пшениці озимої вирішальне значення має глибина зимового спокою, яка залежить від погодних умов в період зимівлі, сорту, строку сівби. Виявлено, що глибина спокою буває найменшою в зими з частими відлигами, у слабозимостійких сортів, у рос­лин як ранніх, так і пізніх строків сівби. У таких випадках відбувається більша витрата розчинних вуглеводів.

У зв’язку із суттєвими змінами клімату в останні роки і впровадженням у виробниц­тво нових сортів м’якої та твердої пше­ниці озимої зростає теоретичне і прак­тичне значення досліджень, спрямованих на встановлення закономірностей накопичення та витрати у зимовий період розчинних вуг­леводів, які відіграють ключову роль у про­цесах обміну речовин в рослинному організ­мі.

ВИТРАТИ ПОЖИВНИХ РЕЧОВИН У ЗИМОВИЙ ПЕРІОД

Мета наших досліджень полягала у встано­вленні динаміки розчинних вуглеводів у зи­мовий період у листках та вузлах кущіння рослин сортів пшениці м’якої і твердої ози­мої залежно від строку сівби по чорному па­ру та після ячменю ярого в умовах Північно­го Степу.

Польові досліди закладали у Дослідному господарстві «Дніп­ро» Інституту зернових культур НААН. Ґрунтовий покрив на дос­лідних ділянках – чорнозем звичайний малогумусний повнопрофільний. Вміст гумусу в орному шарі становить 2,97–3,01%, валових запасів азоту – 0,20%, рухомого фосфору – 110–153 мг/кг абсолютно сухого ґрунту, об­мінного калію – 75–127 мг/кг (за Чириковим). Пшеницю озиму (Ластівка одеська, Го­лубка одеська – сорти пшениці м’якої, Бур­штин – твердої) висівали в 2016–2018 рр. 7 і 22 вересня та 7 жовтня по чорному пару (на фоні N₃₀P₆₀K₃₀) і після ячменю ярого (N₆₀P₆₀K₃₀) суцільним ряд­ковим способом на глибину 5–6 см у трира­зовій повторності. При проведенні досліджень спиралися на загальноприйняті методики та рекомендації.

Передпосівний період у роки дослід­жень, як правило, відзначався жаркою та су­хою погодою, що зумовлювало поширення ґрунтової посухи, однак опади у вересні сприяли поліпшенню умов для сівби та отримання сходів озимих культур. Надалі ріст і розвиток рослин у ці роки восени за­лежав від комплексної дії гідрометеороло­гічних чинників у жовтні та листо­паді. Особливістю осіннього періоду веге­тації рослин озимих культур в 2016 р. був нестійкий гідротермічний режим, який вирізнявся достатньою вологозабезпеченістю, але недобором ефективних температур.

У се­редині жовтня спостерігалося тимчасове припи­нення ростових процесів у рослин пшениці озимої, однак з підвищенням температури повітря вони відновилися і остаточне при­пинення росту та розвитку рослин відміча­лося 11 листопада. Причиною затримання вка­заних процесів у рослин озимини восени 2017 р., ймовірно, стало стрімке зниження температури на поверхні ґрунту в нічні годи­ни наприкінці вересня та у жовтні. Припи­нення осінньої вегетації озимих культур в 2017 р. спостерігалося 15 листопада. У 2018 р. відмічався значний дефіцит опадів у жовтні і зниження, порівняно з середньобагаторічними даними, температури повітря в листо­паді. Завершення осіннього періоду вегета­ції озимих культур цього року датувалося 6 листопада.

Умови взимку в роки досліджень були в цілому сприятливими, небезпечні метео­рологічні явища для озимих культур не про­стежувалося. Однак слід зазначити, що тем­пература повітря у грудні та січні 2017–2018 ве­гетаційного року значно перевищувала клі­матичну норму (на 5,7 і 2,6^оС відповідно), а в лютому 2019 р. – на 4,0^оС. В 2016–2017 і 2018–2019 вегетаційних роках відбулося раннє відновлення весняної вегетації – відповідно 1 та 5 березня, але воно було нестійким і з періо­дами значного зниження температури, що гальмувало ріст і розвиток рослин озимини. У 2017–2018 вегетаційному році, навпаки, рос­тові процеси у них відновилися дещо пізні­ше від кліматичних строків (31 березня).

РЕЗУЛЬТАТИ ПРОВЕДЕНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ

Візуальні спостереження за станом посівів пшениці озимої показали, що в роки досліджень на час припинення осінньої вегетації значного переростання рослин раннього строку сівби, а саме 7 вересня, не спостерігалося. Також не було відмічено і суттєвого пожовтіння та відмирання нижніх листків, що свідчило б про зменшення хлорофілу, інтенсифікацію ди­хання, морфологічні та фізіологічні зміни. Але стан рослин у різні роки був неоднаковим.

Найбільшу вегетативну масу рослини раннього строку сівби після обох поперед­ників перед початком зимівлі розвинули в 2018 р. Так, висота рослин залежно від сор­ту та попередника становила 24,2–32,8 см, середня кількість пагонів на одну рослину варіювала в межах 5,0–6,4 шт., вузлових коренів – 7,8–10,6, листків – 14,2–19,4 шт. При цьому висота рослин пшениці озимої за ранньої сівби (7 вересня) на цей час, на­приклад, в 2017 р. становила 17,1–26,6 см, кількість пагонів коливалася в межах 2,8­–4,6 шт., вузлових коренів – 3,8–7,2, а лист­ків – 7,2–12,2 шт./рослина.

Слід зазначити, що в умовах 2017 р. як по чорному пару, так і після стерньового попередника рослини пізнього строку сівби на час припинення осінньої вегетації роз­кущитися не встигли. Але під час коротко­часних потеплінь в осінньо-зимовий пері­од вони починали відновлювати життєдія­льність, що призводило до подальшого роз­витку кореневої системи, утворення нових пагонів і листків. Тому на час відновлен­ня весняної вегетації у 2018 р. рослини піз­ніх строків сівби по чорному пару вже ма­ли в середньому по 1,4–2,6 шт. пагонів та 1,8–4,2 шт. вузлових коренів. У посівах після ячменю ярого такі процеси відбувалися де­що повільніше.

Необхідно зауважити, що в роки дос­ліджень утворення нових пагонів, вузлових коренів та листків після припинення актив­ної осінньої вегетації у сприятливі за пого­дою дні відбувалося інтенсивніше у посівах оп­тимального та пізнього строків сівби порі­вняно з раннім. На час відновлення весня­ної вегетації у низці випадків простежувало­ся зменшення кількості листків, площі лис­ткової поверхні в середньому на одну рос­лину та маси 100 сухих рослин в посівах раннього строку сівби, де з осені формува­лася найбільша надземна вегетативна маса.

Спираючись на отримані результати досліджень, з’ясовано, що перед входженням в зиму більша кількість розчинних вуглево­дів накопичувалася в листках рослин пше­ниці м’якої озимої, яку вирощували як по чорному пару, так і після ячменю ярого. Так, у сортів Ластівка одеська на час припинення осінньої вегетації вміст вуглеводів по паро­вому попереднику залежно від строку сівби становив 26,4–27,7%, Голубка одеська – 27,0–28,7%, а в рослин сорту пшениці твер­дої Бурштин – лише 21,5–22,2%. Після стер­ньового попередника значення аналогічних показників у сортів пшениці м’якої стано­вили відповідно 21,5–25,6 та 22,9–25,9%, твердої – 18,9–19,3% (табл. 1, 2).

Варто зазначити, що у вузлах кущіння накопичувалося більше вуглеводів, ніж у листках, а різниця між різними сортами не була такою контрастною. Так, по чорному пару їх вміст у вузлах кущіння рослин сортів Ластівка одеська залежно від строку сівби становив 37,0–39,7 %, Голубка одесь­ка – 36,2–41,4, Бурштин – 34,3–36,3 %, після ячменю ярого – 35,4–36,4; 33,5–36,4 та 32,3­–36,4% відповідно.

Відомо, що за період зимівлі частина вуглеводів, які містяться в листках та вузлах кущіння, витрачається на підтримання фізі­ологічного стану рослинного організму, вна­слідок чого їх кількість зменшується. Ви­значення вмісту вуглеводів на час віднов­лення весняної вегетації дає змогу встановити характер їх витрачання за зимовий період залежно від погодних умов та заходів агротехніки. Чим більше рослини витрача­ють вуглеводів за зиму, тим більше виснаженими і з меншими запасами пластичних речовин вони відновлюють весняну ве­гетацію.

У досліді по чорному пару в більшості випадків розчинні вуглеводи впродовж зи­мового періоду інтенсивніше витрачалися в листках, ніж у вузлах кущіння. Після стер­ньового попередника в роки досліджень чіт­кої закономірності не спостерігалося. За ви­рощування пшениці озимої по чорному пару більші витрати вуглеводів у листках встано­влено в посівах оптимального та пізнього строків сівби (залежно від сортів вони стано­вили 36,3–51,9% від загальної їх кілько­сті восени), за раннього строку сівби значен­ня аналогічних показників варіювали в ме­жах від 33,3 до 43,3%. У рослин сорту Лас­тівка одеська у вузлах кущіння більше роз­чинних вуглеводів втрачалося за сівби 7 та 22 вересня, сортів Голубка одеська та Бурш­тин – 22 вересня і 7 жовтня. Після ячменю ярого як в листках, так і у вузлах кущіння, незалежно від сортових особливостей, біль­шими були витрати вуглеводів у посівах оптимального та пізнього строків сівби.

Таким чином, переважно в посівах пшениці озимої оптимального та пізнього строків сівби, порівняно з раннім, витрати розчинних вуглеводів рослинами за зимовий період були більшими. Ці закономірності, ймовірно, можна пояснити тим, що за сівби 22 вересня та 7 жовтня рослини пшениці ози­мої були в нестабільному стані спокою, що й призводило до більш інтенсивного зменшення вмісту цукрів у рослинному організмі.

ВИСНОВКИ

За результатами дослід­жень, проведених у Північному Степу, вста­новлено, що на час припинення осінньої ве­гетації більша кількість розчинних вуглево­дів в листках, незалежно від попередника, накопичувалася у рослин сортів пшениці м’якої озимої порівняно із твердою. У вузлах кущіння загальний вміст цих речовин був значно вищим, ніж у листках, і несуттєво за­лежав від сорту.

Виявлено, що в роки досліджень, піс­ля припинення активної осінньої вегетації озимих зернових культур, подальше утво­рення нових пагонів, вузлових коренів і листків у сприятливі за погодою дні, тобто за короткочасного підвищення температур­ного режиму, інтенсивніше відбувалося у посівах оптимального та пізнього строків сівби порівняно з раннім. Рослини пшени­ці озимої за сівби 22 вересня та 7 жовтня були в нестабільному стані спокою, що пе­реважно й зумовлювало більші втрати цук­рів. Разом з цим на час відновлення весня­ної вегетації в посівах раннього строку сів­би, де з осені спостерігалися кращий ріст і роз­виток пшениці озимої, внаслідок відмиран­ня частини пагонів та листків через зимові пошкодження у низці випадків відмічалося зменшення вегетативної маси рослин.

Я. В. Астахова, І. І. Гасанова, М. М. Солодушко, Інститут зернових культур НААН

Опубліковано в журналі “Агроном”, 2020