ЗАКОНОМІРНОСТІ РОЗВИТКУ РОСЛИННИХ ЦЕНОЗІВ (повна версія)

При цьому грунт буде повністю екранований листям, тобто проективне покриття (ПП) становитиме 100%. За такого ПП пряма сонячна радіація не попадатиме безпосередньо на грунт, і це є основною вимогою, до якої повинен прагнути кожен виробник рослинницької продукції. Дотриматися її не так просто, як може здатися з першого погляду. Тому агроном повинен насамперед вжити всіх заходів для того, щоб на момент досягнення рослинами визначальних фаз розвитку (для колосових культур це — початок трубкування, для кукурудзи — початок викидання волоті, для соняшнику — утворення кошика) посіви мали добре розвинутий листковий апарат (ЛІ в межах — 3,5–4), а грунт під рослинами був повністю екранований листям (тобто ПП = 100 %).

Чи вдасться досягнути максимальної продуктивності в подальшому розвитку рослин, залежатиме від кількості поживних речовин, що були на цьому полі та від того, яку стратегію підживлення посівів буде обрано. Розраховуючи потреби рослин в елементах живлення, слід пам’ятати, що споживання їх рослинами значною мірою залежить від того, звідки вони надходять (з грунту, органічних або мінеральних добрив) та способу внесення (табл.2).
Взаємодія в системі “грунт — рослина — повітря”
Під час досліджень виявлено, що сонячна енергія відіграє не тільки позитивну роль, а й негативну. Саме про негативний вплив сонця на агроценоз і піде наша подальша розмова.
Розглянемо систему “грунт — рослина – повітря”. Сонячна енергія, що потрапляє на відкритий чорнозем, поглинається ним майже так само, як і абсолютно чорним тілом (АЧТ). У сонячний день, внаслідок такого високого поглинання, відкрита поверхня гранту нагрівається майже до 70°С, при цьому близько 97% накопиченої енергії грунт випромінює в простір у вигляді теплової енергії. Таке явище (нагрівання навколишнього середовища) спостерігається в сонячну погоду передусім на полях з погано розвинутими посівами (з малим ПП). Як наслідок, нагріваються рослини, до того ж, чим вони ближче до перегрітого грунту, тим більша негативна дія на них цієї теплової енергії. В такому разі можна сказати, що рослини “попали на розжарену сковорідку”.

Рослини самостійно можуть протидіяти такому впливу тільки одним способом: охолоджувати себе шляхом підвищення інтенсивності транспірації води. Кількість води, яку випаровує зріджений рослинний ценоз у спекотний день, в 4–5 разів більша, ніж цей показник у ценозу з 100% ПП. Тому зріджені посіви частіше, раніше та на триваліший час потрапляють у стресову ситуацію. Такі дані були одержані під час проведення багатьох дослідів із використанням інфрачервоних радіометрів, теплових сканерів і тепловізорів при вивченні процесів енергомасопереносу в системі “грунт — рослина — повітря”.
Кілька слів про те, що таке температурний стрес рослин та які умови його формування. Добре забезпечена вологою здорова рослина в сонячний жаркий день здатна охолодити себе за рахунок транспірації води на 8–10°С нижче, ніж температура повітря. Початком температурного стресу є ситуація, коли температура рослини наближається до температури повітря, а якщо температура рослини рівна чи навіть вища за температуру повітря, — то це вже стрес безумовний. У степовій зоні України явища температурного стресу можуть спостерігатися вже з 10-ї години ранку та тривати майже до заходу сонця. Наглядно це виражається у в’ялості та обвисанні листя.
Наслідки негативного впливу температурного стресу на продуктивність посівів колосових можна оцінити, розглянувши останню колонку в таблиці 1 (врожайність у посушливі роки).

Неважко помітити, що різниця між кращою та найгіршою врожністю в оптимальні роки становить 4 рази, тоді як в екстремальні — майже 12 разів. Різниця за продуктивністю агроценозів у межах одного рівня якісної оцінки, залежно від оптимальності або екстремальності погодних умов, коливається від 1,3 до 4,25 раза. В процентному відношенні це має такий вигляд: відмінні (з погляду архітектоніки) посіви в посушливі роки знижують врожайність на 23 %, добрі — на 29, задовільні — на 47, незадовільні — на 59, а погані — аж на 75 %. Так впливом теплового випромінювання грунту в посушливі роки пояснюється зниження врожаю, і чим менші значення ЛІ та ПП, тим різкіше знижується врожай.

Цим явищем пояснюються дані понад двадцятирічних спостережень за врожайністю озимої пшениці та опадами в Білгород-Дністровському районі Одеської області, наведені колективом дослідників на чолі з В.Г. Друзяком. Спроби систематизувати дані про опади на сухі та вологі роки не дали змоги встановити пряму залежність врожаю від кількості опадів за рік. Так, за даними зазначених авторів, у 1992 р. опадів випало найменше за період спостережень — 219 мм, проте врожайність була втричі вищою, порівняно з 1983 р., коли опадів випало на 23 мм більше (241 мм). Таке саме явище спостерігалось і в 1990 р., коли кількість опадів дорівнювала 319 мм і була меншою ніж у 1985 р. (350 мм), а врожайність озимої пшениці вищою удвічі (36,8 проти 18,1 ц/га). Ще більший контраст був у 1980 р., коли опадів за рік випало 563 мм, а в 1989 р. всього 309 мм. Однак урожайність зерна в 1989 р. була 33, а в 1980 р. — 23,9  ц/га, хоча у 1989 р. опадів було на 254 мм менше, але врожай на 9,1 ц більшим. Чому спостерігаються такі феномени та які умови потрібні для того, щоб опади спрацьовували на збільшення врожайності посівів ми розглянемо далі.
Вперше з таким явищем ми зустрілися, розраховуючи врожайність озимої пшениці в надзвичайно посушливому 1987 р. в Південно-Західному регіоні СРСР. Тоді алгоритми прогнозування врожайності, що добре спрацьовували за оптимальних погодних умов, дали великі похибки. Це спонукало шукати причину значного відхилення реальної врожайності від розрахункової у посушливі роки. Лише через 6 років, після порівняння результатів прогнозу врожайності з даними дослідів з формування температурного стресу рослин, було знайдено відповідь на це запитання.
Приклади негативної реакції (зниження продуктивності) культурних рослин на температурний стрес кожна спостережлива людина може знайти в повсякденному житті. Так, селянам добре відомо, що огірки, які ростуть на суходолі під прикриттям кукурудзи, вегетують значно довше і врожай мають вищий, ніж ті, що ростуть окремо. У степовій зоні забур’янені наприкінці вегетації баштани завжди значно продуктивніші за чисті. Багато хто про це знає, але визнати той факт, що бур’яни інколи бувають і корисними, вперто не бажає.

В особистій практиці одного з авторів цієї статті (О. Войнова) був такий випадок. На початку вісімдесятих років він одержав кілька соток для городництва в міжряддях молодого саду. Засадив цю ділянку картоплею та дуже старанно боровся з бур’янами. А поряд сусід — на початку вегетації двічі просапав та й покинув цю справу. Перед збиранням врожаю на ділянці сусіда картоплі за бур’янами навіть видно не було. Але коли дійшло до збирання врожаю, О. Войнов викопував дрібну картоплю — відрами, а сусід велику — мішками. Тоді здалося, що таке сталось через неякісний посадковий матеріал. Але справжньою причиною того феномену був температурний стрес, що його зазнала картопля від перегрітого грунту. Тільки розуміння цього прийшло згодом.

О. Войнов, М. Кобець

Далі буде