Останніми роками у степовій зоні на фоні глобального потепління, яке є визначальним у формуванні клімату України, погодні умови впродовж вегетації озимих зернових культур є доволі сприятливими для забезпечення ростових процесів рослин та їх високої продуктивності. Насамперед це стосується гідротермічного режиму, який є основою в складній системі «відносин» між рослинними організмами, навколишнім середовищем та елементами технології вирощування тієї чи іншої сільськогосподарської культури.
Разом з тим, хоча Степ України, зокрема, північна його частина, характеризується порівняно гарними для вирощування пшениці озимої співвідношеннями тепла та вологи, проте й тут рівень її життєздатності визначається, головним чином, умовами водозабезпеченості впродовж вегетації, основою чого є атмосферні опади. Не випадково вважається, що вплив погодних умов на формування продуктивності основної зернової культури становить 20–40% залежно від технологій вирощування, а в роки з екстремальними метеорологічними явищами зростає до 60–70% і більше.
Поступові кліматичні зміни впродовж останніх десятиліть призвели до помітних, часом різких коливань параметричних показників погодних умов та прояву посушливості в період вегетації рослин, що спостерігається дедалі частіше. Проте, як вважається, підвищення температури повітря до певної межі є загалом сприятливим для вирощування не тільки пшениці озимої, а й інших озимих культур. Особливо важливим при цьому є істотне потепління пізньоосіннього та зимового періодів, що насамперед дає змогу рослинам накопичувати достатню вегетативну масу і успішно зимувати, створюючи гарні передумови для їх подальшої весняно-літньої вегетації та формування основних структурних елементів врожайності.
Як відомо, за достатнього вологозабезпечення ґрунту найбільш сприятливою температурою для проростання насіння пшениці озимої є 12–18°С, що забезпечує появу дружних сходів впродовж 6–9 діб. Більш висока температура повітря (понад 25°С) мало сприятлива для проростання насіння, оскільки може стати причиною сильного ураження сходів хворобами, а при температурі 40°С, коли відносна вологість повітря становить 30% і нижче, насіння, яке проросло, гине через інтенсивне випаровування вологи, а те, яке набухло, втрачає схожість внаслідок дихання, витрат поживних речовин та ушкодження патогенами.
Посушливість клімату в зоні Степу обумовлюється не тільки недостатньою кількістю опадів, а й нерівномірним їх розподілом за місяцями, посиленою витратою води на транспірацію і випаровування з поверхні ґрунту, що більшою мірою проявляється влітку та на початку осіннього періоду. А тому, як у посушливі, так і в помірно вологі роки, урожай перебуває у прямій залежності від рівня споживання води пшеницею. Найбільш ефективно її використовують зазвичай рослини після тих попередників, які залишають більш зволожений ґрунт, насамперед, у верхніх його горизонтах. Водоспоживання основної зернової культури та забезпеченість її вологою обумовлюються багатьма чинниками, зокрема, потужністю вегетативної маси рослин і їх загальною кількістю на одиниці площі, що значною мірою залежить від технологічних чинників (сортових особливостей, попередників, добрив, строків сівби, норм висіву насіння тощо), а також запасами продуктивної вологи у ґрунті на час проведення сівби, які визначають дружну появу сходів, інтенсивний розвиток рослин восени та їх успішну зимівлю.
Значення вологи і її роль у рослинництві загальновідомі. Рослини здебільшого містять близько 90% води від сирої маси. Неабиякий вплив на схожість насіння мають умови після сівби, серед яких вирішальними є забезпеченість вологою і температура ґрунту. Як відомо, пшениця озима доволі вимоглива до вологи – насіння при проростанні вбирає води близько 50–55% від власної маси. А тому дуже часто значної шкоди посівам (іноді з катастрофічними наслідками) завдає дефіцит вологи в ґрунті на час її сівби в першій половині осіннього періоду, адже доведено, що дружні та своєчасні сходи цієї культури з’являються лише тоді, коли в шарі ґрунту 0–10 см доступної вологи міститься 10 мм і більше. Брак вологи також знижує кущистість рослин, зменшує продуктивність колоса та масу 1000 зерен. Загалом, недостатнє забезпечення потреб пшениці озимої водою є головним чинником, який не дає можливості повною мірою реалізувати потенціал її продуктивності. Більше того, виходячи із закону мінімуму, вона визначає екологічну межу врожаю в конкретних умовах.
Запаси продуктивної вологи у ґрунті є основним чинником зв’язку між ґрунтом і рослиною, який має вирішальне значення для отримання дружних сходів та подальшої веґетації сільськогосподарських культур. Недостатня кількість вологи в ґрунті не лише негативно впливає на розвиток рослин, а й значною мірою знижує ефективність тих чи інших елементів технології вирощування. Тому питання динаміки і раціонального використання ґрунтових вологозапасів та атмосферних опадів агроценозами пшениці озимої не втрачають наукової актуальності й мають велике практичне значення. Знаючи вплив погодних умов на формування окремих структурних елементів продуктивності цієї культури, можна використовувати отримані знання та оперативну інформацію для часткової компенсації можливих несприятливих наслідків від дії того чи іншого абіотичного чинника на кількісну величину врожаю.
Початковий період розвитку пшениці озимої є вирішальним у формуванні високопродуктивних посівів, оскільки в цей час значною мірою забезпечується подальший ріст і розвиток рослин та кінцевий результат. Багаторічні спостереження і практика показують, що у разі вчасно отриманих повноцінних сходів посіви восени добре розвиваються, рослини швидко накопичують надземну масу та мають потужну кореневу систему і, як правило, забезпечують високий врожай зерна навіть за несприятливих погодних умов впродовж весняно-літньої вегетації. Тоді як слабко розвинені та зріджені з осені посіви, навпаки, майже завжди низькопродуктивні.
Більшість вчених вважають, що найбільш небезпечною для посівів озимих культур є осіння ґрунтова посуха перед сівбою і впродовж їх осінньої вегетації – особливо у степовій зоні, для якої характерні підвищений температурний режим і тривала відсутність опадів. Саме невідповідність між потребою рослин у воді та її надходженням із ґрунту, що обумовлюється атмосферною вологою, є першочерговим критерієм прояву посухи. Від її негативної дії найбільше потерпають посіви озимих культур, варіювання врожайності яких за роками на 50–60% обумовлено саме метеорологічними чинниками. Це підтверджується і тим, що між запасами вологи в метровому шарі ґрунту на час сівби та врожайністю пшениці існує тісний кореляційний зв’язок.
Беручи до уваги глобальні кліматичні зміни, посилення посушливості погодних умов та значну залежність продуктивності пшениці озимої від вологозабезпечення ґрунту в осінній період вегетації, при виконанні роботи ставилося завдання провести аналіз гідротермічного режиму і дослідити його вплив на запаси продуктивної вологи у ґрунті впродовж осінньої вегетації та визначити стан рослин на початку зимового періоду в умовах Північного Степу України.
Дослідження та спостереження проводилися впродовж 2019–2024 рр. на Синельниківській селекційно-дослідній станції в сівозміні лабораторії агробіологічних ресурсів озимих зернових культур Інституту зернових культур НААН згідно із традиційними методиками. Ґрунт дослідної ділянки – чорнозем звичайний. Середній вміст гумусу в орному шарі ґрунту становив 3,9%, рН сольової витяжки – 6,6. Вміст азоту нітратів після семиденного компостування дорівнював 2,39–3,11 мг, рухомих форм фосфору і калію (за Чириковим) – відповідно 11,9–17,3 і 11,3–14,7 мг на 100 г абсолютно сухого ґрунту.
В досліді відбір зразків ґрунту та рослин проводився на посівах пшениці озимої, що висівалася після соняшнику, який впродовж останніх двох десятиліть є найбільш поширеним попередником для озимих зернових культур в зоні проведення досліджень. Технологія вирощування – загальноприйнята для північної частини Степу України. Сівба пшениці озимої здійснювалась навісною сівалкою СН-16. Спосіб сівби – суцільний рядковий, глибина загортання насіння 5–6 см. Строк сівби – оптимальний (20–25 вересня). Норма висіву – 5,0 млн шт./га схожих насінин.
Аналіз погодних умов впродовж часу проведення досліджень показав, що вони були досить різноманітними як за температурним режимом, так і за кількістю опадів і мали значний вплив на вологозабезпеченість рослин та формування їх продуктивності. Це дало змогу отримати достовірну інформацію про запаси продуктивної вологи у ґрунті та динаміку її витрат впродовж осінньої вегетації за вирощування пшениці озимої після соняшника в умовах недостатнього і нестійкого зволоження північної частини зони Степу.
Найбільш сприятливими за кількістю атмосферної вологи для озимини виявилися осінні періоди 2022–2023 рр., більш посушливими вони були в 2020–2021 рр. Інші роки характеризувалися помірним зволоженням, коли кількість опадів наближалася до середньої багаторічної норми, але була дещо меншою за неї.
РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ
З багаторічної практики відомо, що головними агрометеорологічними показниками, які визначають розвиток озимих культур восени, є температура повітря, кількість опадів та, як наслідок, вологість ґрунту. Результати досліджень показали, що гідротермічні умови останніми роками на час сівби та на початку осінньої вегетації пшениці озимої, яка висівалася після соняшника, були дуже складними і здебільшого не забезпечували появу дружних і своєчасних сходів. Так, у вересні температура повітря в середньому за 6 років становила 17,2°С, що було на 1,2°С вище середньої багаторічної норми (табл. 1). Це сприяло значному випаровуванню агрономічно цінної вологи з ґрунту, що також ускладнювалося в цей час недостатньою кількістю опадів – 25,1 мм, або 64,4% кліматологічної норми.
Доволі теплою погодою характеризувався жовтень: середня температура повітря за цей місяць становила 11,2°С, що на 2,1°С перевищувало середні багаторічні значення. Такий тепловий режим за порівняно достатньої кількості опадів (в середньому 37,6 мм за норми 38 мм) у більшості досліджуваних років давав змогу пшениці озимій утворити сходи. Переважно це відмічалося в другій декаді жовтня, хоча її висіяли у вересні. За таких умов, якщо насіння залишалося у сухому ґрунті 30–40 діб, його польова схожість була на досить високому рівні, що надалі не мало негативного впливу на зимостійкість і продуктивність рослин та формування врожаю загалом.
Підвищений температурний режим також спостерігався і в листопаді, що дало можливість рослинам за достатньої забезпеченості атмосферною вологою, принаймні в першій половині цього місяця, продовжувати ростові процеси, підтримувати фотосинтетичну діяльність і накопичувати пластичні речовини, До того ж, такі погодні умови також сприяли загартуванню озимини, а отже, її успішній зимівлі, ефективному використанню внесених мінеральних добрив та стійкості до можливих посушливих умов впродовж подальшої весняно-літньої вегетації. Так, середня температура повітря за місяць становила 4,1°С, на 1,6°С перевищивши середню багаторічну норму, кількість опадів – 51,9 мм, або на 11,9 мм більше за звичну для даного календарного терміну.
Читати по темі: Продуктивність та посівні якості пшениці залежно від підживлення азотними добривами
Нерідко вже на початку листопада, відповідно до температурних показників, рослини припиняли активну вегетацію, але в світлий час доби процеси життєдіяльності у них спостерігалися до кінця місяця і певний час у грудні, що давало можливість пшениці озимій пройти певний етап у своєму розвитку, який обумовлювався насамперед інтенсивністю та тривалістю теплового режиму фітоценозу.
Загалом впродовж 2019–2024 рр. осінній період відрізнявся підвищеною температурою повітря та помірною кількістю опадів, що, з одного боку, не забезпечувало одержання своєчасних сходів за сівби пшениці озимої в ранні та оптимальні строки, але з іншого – дозволяло їй розпочинати зимівлю, хоч і не в оптимальному, але в порівняно доброму стані: рослини в цей час налічували переважно від 2 до 4 листків і надалі, за теплої зими, часто розпочинали весняну вегетацію на початку фази кущіння або ж маючи 2 пагони.
За цей час впродовж вересня – листопада середня температура повітря становила 10,8°С, що на 1,6°С перевищило середню багаторічну норму. Середня кількість опадів лише на 2,4 мм поступалася нормативним значенням для зазначеного календарного проміжку часу, що в цілому суттєво вплинуло на вологозабезпеченість ґрунту, особливо в тих випадках, коли пшениця озима вирощувалася після соняшнику. Це можна пояснити тим, що соняшник залишає після себе не лише мінімальну кількість поживних речовин, а й за рахунок споживання великої кількості води має здатність висушувати ґрунт на значну глибину, тим самим створюючи проблеми для зерновиробників, вирішення яких залежить не тільки від економічного потенціалу того чи іншого господарства, а й від уміння фахівців накопичити та зберегти необхідну кількість вологи для подальшого вирощування озимини по цьому попереднику шляхом забезпечення кращої вбирної здатності ґрунту та зменшення її втрат від фізичного випаровування в післязбиральний період.
Багаторічні дані свідчать, що в осінній період рослини пшениці озимої добре кущаться й укорінюються та мають добрий стан розвитку перед зимівлею тоді, коли на час сівби запаси доступної вологи в шарі ґрунту 0–20 см становлять 20–30 мм, а в 0–100 см – 100–115 мм і більше. Проте практична діяльність, систематичні спостереження та наукові дослідження вказують на те, що протягом останніх трьох десятиліть у зоні Степу запаси вологи в ґрунті перед сівбою пшениці озимою помітно зменшились. Пояснюється це не тільки гіршими попередниками, відсутністю на полях органічних добрив і погіршенням структури ґрунту, який акумулює та зберігає атмосферну вологу, а й погодними умовами – гідротермічним режимом, що став більш жорстким у передпосівний період (друга половина літа) та в першій половині календарної осені.
Впродовж досліджень підвищений температурний режим, тривала відсутність опадів і суховії різної інтенсивності майже щороку спричиняли критичне зниження запасів продуктивної вологи в ґрунті на час сівби пшениці озимої після соняшнику. Причому це стосувалося не тільки посівного шару ґрунту, а й всього його метрового горизонту. Так, в середньому за 6 років у шарі ґрунту 0–10 см кількість агрономічно цінної вологи з настанням оптимальних строків сівби (20–25 вересня) становила лише 2 мм, 0–20 см – 4 мм, 0–50 см – 10 мм, 0–100 см – 17 мм, що загалом становило 21–25% середньої багаторічної норми (табл. 2).
На полях після соняшнику перед сівбою пшениці озимої найменша кількість корисної для рослин вологи як у посівному (0 мм), так і в метровому (1–13 мм) шарах ґрунту відмічалася в 2020, 2021 та 2024 рр. Порівняно краща, але далека від оптимальної вологозабезпеченість ґрунту була в 2019, 2022 та 2023 рр., коли навіть у метровому горизонті запаси вологи не перевищували 19–37 мм, що, як мінімум, у 2–4 рази було меншим від нормативних значень.
Умови вегетації пшениці озимої в осінній період були різними і залежали від багатьох чинників, серед яких домінуючим був погодний, що визначав ефективність практично всіх технологічних елементів і забезпечував ступінь розвитку рослин перед зимівлею, рівень їх морозо- та зимостійкості, здатність надалі протистояти несприятливим погодним умовам. Важлива роль при цьому належала атмосферним опадам, які, поряд із тепловим ресурсом, визначали інтенсивність ростових процесів рослин, а також забезпечували відповідні запаси продуктивної вологи у ґрунті, які впродовж 6 років досліджень на час припинення осінньої вегетації пшениці озимої залишалися доволі низькими, що, в свою чергу, свідчило про значну залежність озимини від подальших опадів у зимовий і ранньовесняний періоди. Так, в орному та метровому шарах ґрунту кількість агрономічно цінної вологи перед зимівлею становила відповідно в середньому лише 16 мм і 45 мм, що становило 50 та 44% від середньої багаторічної норми (табл. 3).
Такі порівняно незначні запаси вологи у ґрунті від часу сівби до початку зимового періоду не забезпечували нормального росту і розвитку пшениці озимої, яка вирощувалася після соняшнику, хоча ще донедавна існувала думка, що гарного стану посівів озимини (фаза кущіння рослин) можна досягти за умов, якщо 20% річної суми опадів випадає в осінній період. В цьому сенсі йдеться, найімовірніше, про пшеницю озиму, яка вирощувалася після кращих попередників, які сприяли накопиченню та збереженню вологи у ґрунті. Насамперед це стосується чорного та зайнятого парів, після яких ще донедавна розміщувалася переважна частина посівних площ основної зернової культури. Проте останніми роками ця теза себе не виправдовує, оскільки відбулися значні зміни попередників озимини – суттєво збільшилася частка непарових попередників, які відносно пізно звільняють поле і залишають після себе небагато вологи; також змінилися погодні умови, які стали більш посушливими в теплу пору року та більш вологими в холодну. І це при тому, що загальна річна кількість опадів у зоні Степу трохи зросла, але ефективність їх з різних причин дещо знизилася, перш за все, з огляду на підвищення температури повітря та збільшення інтенсивності процесів випаровування.
Так, за роки досліджень частка осінньої кількості опадів залежно від річної їх суми становила в середньому 22,7%, але стан рослин пшениці озимої перед зимівлею залишався доволі слабким, що пояснюється нерівномірним розподілом опадів восени. Основна їх частина припадала на другу половину осінньої вегетації й недостатньо впливала на інтенсивність ростових процесів рослин, оскільки вони в цей час більше обмежувалися не стільки вологою, як пониженою температурою повітря та, як наслідок, недостатньою ефективністю внесених мінеральних добрив.
У зв’язку з цим не випадковим є те, що впродовж 2019–2024 рр. пшениця озима, яка вирощувалася після соняшнику, завершувала осінню вегетацію, маючи середню густоту рослин 468 шт./м2 за польової схожості насіння 94% (табл. 4). При цьому в рослин висотою 13–15 см налічувалося в середньому 1,1–1,4 пагона та 1,8–2,7 вузлового корінця. Загалом впродовж досліджень пшениця озима перед зимівлею перебувала у різному фізіологічному стані – від фази повних сходів (2021 р.) до фази кущіння (2022 р.), але в більшості років вона не відповідала оптимальним біометричним параметрам, які б насамперед забезпечували її високу стійкість до низьких температур.
Незважаючи на порівняно слабкий стан посівів по завершенні осінньої вегетації, це не завадило останніми роками і в дослідах, і у виробництві досягти доволі високої врожайності пшениці озимої навіть по такому попереднику як соняшник, що пояснюється передусім сприятливими умовами зимового періоду.
Підвищений температурний режим (часто до +5°С і вище), відсутність значного промерзання ґрунту та систематичні опади переважно у вигляді дощу давали змогу рослинам в цей час продовжувати процеси життєдіяльності. Більше того, стан посівів значно покращувався завдяки мінімуму втрат води на полях, оскільки практично вся волога опадів надходила у ґрунт, її значні запаси акумулювалися на час відновлення активної весняної вегетації пшениці озимої, тим самим забезпечуючи максимально сприятливі умови для рослин навесні.
ВИСНОВКИ
У зоні Північного Степу вологозапаси ґрунту впродовж осінньої вегетації пшениці озимої, яка вирощується після непарових попередників, зокрема, після соняшнику, визначають час і дружність появи сходів, розвиток рослин перед зимівлею та певною мірою обумовлюють реалізацію ефективності елементів технології.
Разом з тим, в умовах потепління клімату кількісні показники запасів продуктивної вологи в ґрунті протягом осіннього періоду, як показала практика останніх років, можуть бути далекими від оптимальних і не забезпечувати необхідний стан рослин перед зимівлею, що, як правило, компенсується підвищеною температурою повітря впродовж календарної зими; це дає можливість озимині не тільки пройти цей незначний етап у своєму розвитку, а й покращити вологозабезпеченість ґрунту, що в підсумку позитивно впливає на формування її продуктивності.
М. М. Солодушко, В. П. Солодушко, І. І. Гасанова, кандидати с.-г. наук, старші наук. співр., Н. О. Завалипіч, доктор філософії з агрономії, Інститут зернових культур НААН України
Опубліковано в журналі “Агроном”, 2025
