Як впливають гідротермічних умов на посіви озимої пшениці

На якість отриманих сходів пшениці озимої значно впливають гідротермічні умови, вплив яких на реалізацію потенціалу сорту чи гібрида може становити як 10–15, так і 60–70% і кардинально змінити очікування аграрія. Саме запаси вологи в ґрунті в період сівби (в стартовий період) та рівень зволоження впродовж вегетації є ключовими і від їхнього вмісту залежить, як подіють інші елементи технології. Так, частка впливу на майбутній урожай системи удобрення може становити 15–20%, а з урахуванням правильності побудови схеми диференційованого застосування тих чи інших продуктів, їхніх комбінацій — навіть до 30–40%.

Решта чинників впливу — це попередник та спосіб основного обробітку ґрунту (на рівні 5–10%), сорт чи гібрид та способи сівби — в межах 5–7%. Таке співвідношення є досить наближеним і усередненим, адже в умовах року та регіону частка участі цих чинників може змінюватись, набуваючи зростаючого чи спадаючого значення.

Гідротермічні умови

З урахуванням особливостей зволоження посівного періоду (осінь 2019 р.) для вегетаційного періоду зернових ситуація була досить критична. І, як бачимо з рівня врожайності, особливо південних регіонів, саме гідротермічні умови мали істотний вплив на отриманий результат. Особливо це стосується запасів вологи в ґрунті як на час сівби, так і впродовж вегетації. Від того, наскільки якісно відбувся розвиток рослин у стартовий період, залежить їхня зимостійкість і перезимівля. Досить тепла і фактично безсніжна зима, нетипова не лише для півночі, а й для всієї території України, спричинила ще більше зростання дефіциту вологи в ґрунті. Адже планового надходження вологи в зимовий період так і не відбулося в повній мірі. В більшості регіонів відновлення вегетації пшениці (переважно на півдні) розпочалося значно раніше, й динаміка цього процесу була досить нетипова. Вегетація продовжувалась в умовах дефіциту вологи в ґрунті, що й призвело не лише до погіршення стану посівів, а й до зниження ефективності мінеральних добрив, масового поширення хвороб і шкідників. 

Втрати озимих культур після обстежень становили близько 3% (навесні), домінуючу частку посівів довелося пересівати ярими ранніми саме після невдалих сходів ріпаку (понад 100 тис. га), дещо менші були втрати пшениці озимої (понад 70 тис. га). Основною причиною цього є дефіцит вологи, ґрунтова посуха, відсутність снігового покриву взимку, післядія несприятливих осінніх умов, що негативно позначились на розвитку рослин упродовж календарної зими та другої половини вегетації культур.

У ННЦ «Інститут землеробства НААН» були проведені дослідження вирощування пшениці озимої на сірому лісовому ґрунті за різних систем основного ґрунтообробітку. Слід зазначити, що система основного обробітку ґрунту (принцип дії робочих органів) і глибина, на яку припадає активна дія робочих органів, впливають на накопичення та збереження вологи в осінньо-зимовий період і на час відновлення вегетації відповідно.

Так, за проведення оранки на глибину 16–18 см під пшеницю (під попередник соя орали на глибину 22–24 см) забезпечувала запаси продуктивної вологи в шарі ґрунту 0–40 та 0–100 см на рівні 108 та 198 мм відповідно. Водночас за проведення одноглибинного дискового обробітку на 10–12 см під пшеницю і в сівозміні під усі культури на ту саму глибину — спричинило зменшення вологозапасів (уміст вологи були нижчий на 18–22%). За дискування на 10–12 см відзначали зростання щільності складення та твердості ґрунту в шарі 10–30 см — 1,38– 1,53 г/см³ і 18–25 кгс/см² відповідно, що й впливало саме на низьку акумуляцію вологи в грунті, міграцію її профілем вниз (низька водопроникність ґрунту призводить до стоку вологи поверхнею в разі інтенсивних опадів або дощів зливового характеру, які випадають раптово, інтенсивність яких значна, але тривалість у часі відносно невелика) та обумовлювало зростання рівня непродуктивних її вологовтрат.

Окрім дефіциту вологи, вирішальним чинником є агрофізичні властивості посівного шару ґрунту, що залежить саме від якості проведеної передвисівної ґрунтопідготовки. Вчасно та з дотриманням вимог підготовлений ґрунт дає змогу дотримати рівномірності розподілу та якісного загортання насіння. Глибина висіву буде регулюватися залежно від запасів вологи та розміру насінини. Оптимальною є глибина загортання насіння 3–4 см, що аргументується особливостями закладання вузла кущення пшениці, яке відбувається на глибині 2,5–3,5 см від рівня поверхні ґрунту. Саме така глибина закладання насіння дає змогу ефективно розвиватися як підземній, так і надземній масі рослини. Натомість сівба глибше як 5–6 см призводить до зниження енергії проростання насіння, пізнішої появи сходів і нерівномірності посіву. Але збільшення глибини неможливо допускати саме в разі пізніх строків сівби, що досить часто відбувається за дефіциту вологи в ґрунті. Водночас глибину загортання насіння не слід збільшувати більше ніж на 3 см в разі сівби протруєного насіння та достатнього рівня зволоження.

В зоні з дефіцитом вологи на час сівби необхідно корегувати норми висіву, обирати сорти з високим рівнем кущистості й моделювати різну ширину міжряддя, шукаючи той самий оптимум і таким чином зменшуючи конкуренцію рослин за елементи вологи та формуючи максимально сприятливі умови для старту рослин культури. Рекомендовані та звичні нам норми висіву (4,5–5 млн схожих насінин) слід зменшити вдвічі, адже вихідні умови стартового періоду є критичними й реалізація потенціалу (потенційна врожайність) рослин буде досить незначна. Ідеальним рішенням буде закладання дослідних ділянок з експериментальними нормами висіву сортів із різним потенціалом за прийнятної технології вирощування в умовах господарства, де й буде встановлено той оптимум саме в тих чи інших ґрунтово-кліматичних умовах. Якщо ви матимете в господарстві низку експериментальних варіантів, то на основі їхніх результатів можна проводити часткове корегування елементів технології та розширювати свої знання як у сфері фізіології рослин, так і ґрунтового середовища без розподілу їх щодо важливості, адже саме комплексна дія цих двох систем є основною та потужною.

На сьогодні фермери Миколаївщини, які постійно відчувають дефіцит вологи як під час посівної кампанії, так і впродовж вегетації, працюють за технологією no-till зі зменшеними нормами висіву насіння. Вони висівають сою в нормі 20–25 кг/га, пшеницю — 1,2–3 млн схожих насінин на гектар та отримують врожайність 3,8 т/га, а за збільшення норми до 4–5 млн шт./га — навпаки, знижену до 3,6 т/га (2018 р.). Вирощують також в умовах цього господарства ячмінь озимий із нормою висіву 1,5 млн шт./га та соняшник — із нормою 50 тис. рослин/га (за даними керівника ФГ «Аркадія» В. Дробітька).

За зменшення норми висіву забезпечується не лише ефективне використання вологи, зниження конкуренції між рослинами, а й зниження витрат на посівний матеріал. Формування рослиною додаткової кількості бокових пагонів (на прикладі пшениці) потребує додаткової вологи та елементів живлення. В такому разі за дефіциту вологи слід регулювати агротехнічними заходами кількість формування пагонів з урахуванням фактичного рівня як вологи, так і доступних для засвоєння рослинами поживних речовин.

Попередник

Фактичне зональне розміщення посівних площ основних с.-г. культур (пшениця, соняшник, кукурудза) істотно впливає на загальну структуру формування сівозміни. Безсумнівно, можна стверджувати про порушення правильності чергування культур у сучасному землеробстві. А відповідно, науково обґрунтовані та рекомендовані попередники під пшеницю озиму з урахуванням саме розміщення посівів цієї культури, особливо в центральних і південних регіо- нах, на практиці не завжди відповідають рекомендованим нормам і технологіям вирощування. До рекомендованих елементів технології, зокрема, належать: чорний і зайнятий пар, попередники — зернобобові (нут, горох, соя, для північних регіонів — люпин), гречка, кукурудза на корм.

Водночас аналіз структури посівних площ с.-г. культур засвідчує, що основним попередником на півдні та сході країни є соняшник. Частка соняшнику як попередника для пшениці орієнтовно становить 49% (ця частка є розрахунковою і може змінюватись, але загальна тенденція залишається такою самою). Висівають пшеницю й після озимих ячменю та ріпаку, сої та гороху, сукупна частка яких становить решту (табл. 1).

Слід зазначити, що в умовах нестійкого зволоження дефіцит опадів як в осінньо-зимовий період, так і впродовж вегетації соняшнику призводить до дефіциту вологи в ґрунті на час сівби пшениці. Тобто попередник не відповідає тим основним вимогам, яких слід дотримуватись саме в умовах зміни клімату та сезонної нерівномірності опадів. Накопичення вологи в ґрунті до сівби можливе лише за правильно дібраного попередника та агротехнічних заходів, спрямованих на збереження та раціональне її використання.

Дослідженнями, проведеними в умовах Лівобережного Лісостепу на чорноземі типовому в короткоротаційній зерновій сівозміні після полицевого обробітку ґрунту, доведено, що найменше вологи за осінньо-зимовий період накопичується в ґрунті після буряків цукрових і соняшнику саме для групи зернових колосових ярих ранніх культур, наприклад пшениці чи ячменю. За вирощування пшениці озимої найбільший уміст вологи в ґрунті перед входженням рослин культури в зиму був після попередника люцерни, найменший — після сої. Це свідчить про те, що рівень запасів вологи істотно залежить саме від транспіраційного коефіцієнта попередника та рівня урожайності, сформованого ним. Оптимальним попередником для пшениці озимої буде культура, що якомога раніше звільняє поле, зокрема після гречки. Кількість вологи, яка залишається в ґрунті на цей час, достатня для росту й розвитку пшениці озимої в стартовий період. Тривалість вегетаційного періоду таких культур, як соняшник, кукурудза (скоростиглі гібриди) значно довший, і навіть висів ультраранніх сортів сої не забезпечує накопичення необхідної кількість вологи в ґрунті до моменту сівби пшениці.

Особливості системи удобрення

Потенціал озимих зернових культур у першій половині вегетації — від проростання насінини до початку кущення — реалізовується завдяки енергії насінини (запасним речовинам) та використанню вологи на рівні 45–50% своєї маси. Добре сформований зародковий корінь починає виконувати свої основні функції — це, насамперед, транспортування елементів живлення та вологи до зародка. Корінь проростає та направляється вниз через ґрунтову товщу, зустрічаючи на своєму шляху поживні речовини і витрачаючи менше енергії на її пошук. Але це в ідеально змодельованих умовах, тобто коли вологи достатньо й технологічно забезпечено максимально можливий тісний контакт між поживним середовищем і насіниною. Подальший якісний ріст і розвиток рослин можливий у разі забезпеченості доступними мікроелементами, зокрема фосфором, у ґрунті. Доступне й достатнє його надходження можна забезпечити шляхом застосування мінеральних добрив (причому форма та його співвідношення у продукті будуть вирішальні). Внесення цього макроелемента перед сівбою із застосуванням висівного комплексу суцільним способом або локально в рядки навіть мінімальних доз (10–12 кг/га д.р.) водорозчинного фосфору забезпечить сприятливі умови для засвоєння його рослинами. Локальне внесення доступного фосфору, за деякими даними, забезпечує прибавку врожаю на дерново-підзолистих ґрунтах 0,34 т/га, сірих лісових — 0,28 і карбонатних чорноземах — 0,37 т/га. Однозначно, що рівень урожайності буде вищий саме на ґрунтах із дефіцитом фосфору та сприятливими фізико-хімічним властивостями ґрунту. Натомість використання нерозчинних у воді фосфорних добрив водночас із сівбою, а тим паче тризаміщених важкорозчинних фосфатів (фосфоритного борошна, що є меліорантом пролонгованої дії на кислих ґрунтах), буде малоефективним. Застосування фосфорних і калійних добрив у доступних формах у стартовий період забезпечить накопичення цукрів у молодих рослинах, а також посилить стійкість до несприятливих умов і перезимівлі. Останніми роками досить відчутним є проблема фосфорного живлення, тому застосування рідких комплексних добрив (РКД) є особливо актуальним та ефективним заходом.

Максимальна ефективність РКД можлива на карбонатних ґрунтах, насичених основами, у вигляді локального застосування для групи культур із широкорядним способом сівби, а для зернової групи з вузьким міжряддям — суцільне внесення. На кислих, із несприятливими властивостями, ґрунтах доцільним буде саме локальне застосування. На останніх, до речі, досить ефективним буде використання під попередник фосфорного борошна, адже доступність фосфору зростатиме саме на таких ґрунтах, тому що водночас відбуватиметься післядія та хімічна меліорація. Часткове закріплення (перехід у менш доступну форму) фосфору та калію з мінеральних добрив інтенсивно відбувається впродовж місяця. Надалі доступність для засвоєння зерновими колосовими культурами зменшується. Лише для частини культур цей процес не має перепон, і засвоєння поживи з добрив відбувається навіть із важкодоступних форм (характерно для люпину, гречки та ін.). Це дає змогу застосовувати дещо іншу групу продуктів з умістом фосфору та калію під основний обробіток.

Отримання дружних сходів, оптимізація живлення у початкові фази розвитку, формування потужної кореневої системи, збільшення стійкості рослин до стресових умов і хвороб можливі завдяки передвисівній обробці насіння спеціальними добривами та стимуляторами, які мають у своєму складі основні макроелементи та додаткові комплексні продукти. До останніх належать препарати, що містять мікроелементи в хелатній формі, фітогормони, амінокислоти, вітаміни. Мікроелементи є активними каталізаторами, які впливають на біохімічні реакції та їхню направленість, а також можуть знизити стрес від абіотичних чинників впливу.

Вищу ефективність дії мінеральних добрив і доступність важкорозчинних сполук фосфору з ґрунту для засвоєння рослиною через кореневу систему, власне розвиток кореневої системи та її функціонування, формування вегетативної маси та більшої кількості продуктивних стебел, можливо досягти в разі застосування інокуляції насіння. Заявлена ефективність виробниками препаратів, порівняно з їхньою реальною, як показала виробнича перевірка, в комплексі дії низки заходів становить у середньому 10–15%. Нівелювати ефективність бактеріальних препаратів можуть гідротермічні умови, несприятливі ґрунтові властивості, а саме низький вміст вологи в ґрунті та неякісна обробка насіння без дотримання інструкції виробника. Частково регулювати поживний режим, із фіксацією молекулярного азоту атмосфери групою бобових культур для збільшення доступності фосфору для засвоєння рослинами, можливо завдяки фосфатмобілізуючим мікроорганізмам. З допомогою останніх, окрім регулювання поживного режиму — нагромадження в ґрунті азоту, поліпшеного використання фосфору важкодоступних фосфатів ґрунту (особливо це актуально саме на кислих ґрунтах, де відбувається зв’язування фосфору), зниження рівня ураженості рослин хворобами, — зростає стійкість до впливу абіотичних чинників, покращуються якісні показники основної продукції (зростає вміст протеїну та білка в зерні).

Строки сівби

Гідротермічні умови зони вирощування, фізіологічні особливості сорту чи гібрида, фактичні на момент висіву ґрунтові властивості, проміжок між звільненням поля від попередника й сівба в цілому — всі ці чинники впливають на строки сівби. Оптимальним температурним показником для пшениці озимої вважається середньодобова температура повітря в межах 14–17°С. Сума активних температур від висіву до переходу через 5°С має становити 450–550°С, за таких умов рослини формують три-чотири пагони та досягають оптимального розвитку. Щодо календарних строків: в умовах Степу — це ІІ-ІІІ декади вересня (15–25 вересня), а для сортів інтенсивного типу — ІІІ декада. Загальноприйнято, що в умовах Південного Степу сівбу не слід розпочинати раніше ІІІ декади. Для зони Лісостепу та Полісся оптимальними є сівба впродовж І-ІІІ декад вересня.

Провести сівбу в оптимальні строки не завжди вдається. А це ж є одним із основних чинників, що впливає на рівень реалізації генетичного потенціалу. Тобто дуже важливо, в яких умовах відбувається закладання майбутнього врожаю, а за вирощування озимих зернових — особливо. Вхід зернових культур у зиму є оптимальним, коли рослини добре розкущитись і сформували вторинну кореневу систему, а це можливо лише за оптимальних строків сівби та достатнього рівня вологи й елементів живлення. Здебільшого зміщення строків сівби відбувається через дефіцит доступної вологи в ґрунті, інколи — внаслідок стислих агротехнічних строків між збиранням врожаю попередника та сівбою (в результаті відсутності опадів, пізнього звільнення поля після попередника, скорочення частки парів у сівозміні чи ланці сівозміни, особливо в зоні Степу, де саме пари забезпечують сприятливі умови для висіву озимих). Нині в господарствах практикують висівання продуктивніших сортів, а відповідно — з тривалішим періодом вегетації. В такому разі застосовують десикацію для вчасного звільнення поля під озимі культури. Для пізніх строків сівби слід добирати сорти, здатні до інтенсивного наростання маси та формування пагонів, кількість яких має становити: для зимостійких — три-чотири, а для менш стійких — два-три пагони, що буде оптимально для рослин перед входом у зиму. Для пізніх строків сівби слід висівати сорти, що мають вужчий (укорочений) період між фазами онтогенезу.

В цілому зміщення оптимальних строків сівби призводить до зниження продуктивності пшениці навіть за висіву стійких сортів. Зокрема, відхилення від оптимальних строків висіву на 10–15 днів може спричинити втрати майбутнього врожаю на 15–30%, загибель посівів у осінньо-зимовий період. А після весняного відновлення вегетації частина проростків, які частково призупинили свій ріст унаслідок дії погодних умов, не здатні сповна відновити активний ріст і продовжити розвиток. Зазвичай зміщення строків сівби пшениці зумовлене дефіцитом вологи в ґрунті і впродовж останніх років є однією з основних проблем не лише на півдні, а й на всій території України.

 Усі вище зазначені чинники та елементи технології в комплексі впливають на рівень продуктивності й реалізації генетичного потенціалу культури. Оптимальне їхнє поєднання забезпечує максимальний рівень продуктивності. В умовах 2019–20 рр., за даними Державної служби статистики України (http://www.ukrstat.gov.ua/) станом на 1 серпня, середня врожайність пшениці озимої становить 37,5 ц/га, що на 4,1 ц є нижчою, ніж урожайність, отримана 2019 року. Досить критично знижені внаслідок несприятливих гідротермічних умов вегетаційного періоду цьогорічні показники врожайності зерна пшениці в Одеській області — 18,4 ц/га, що не перевищує рівень середньої врожайності по території (37,5 ц/га) показники врожайності в Миколаївській, Херсонській, Кіровоградській, Запорізькій та Закарпатській областях. Найвищий рівень урожайності отримано в Сумській (55 ц/га), Харківській (50,7) і Вінницькій (46) областях. Частка участі зібраних посівних площ пшениці в загальному масиві становить відповідно — 8,7, 2,5 та 4,6% (разом — 15,8%). Низький рівень урожайності в Одеській (18,4 ц/га), Запорізькій (31,4 ц/га) та Дніпропетровській (38,8 ц/га) областях впливатиме саме на зниження загального валового об’єму зерна, адже в цих областях зосереджено практично 1/3 посівної площі 2019–20 рр. Відповідно частка зібраних площ становить 9,3%, 11,9 та 9%. Очевидним є те, що формування оптимальної для регіону технології вирощування не забезпечує реалізацію потенціалу озимих зернових, а більшою мірою залежить від неконтрольованого чинника впливу — гідротермічних умов, часткового пом’якшення впливу якого можливо досягти шляхом корегування елементів технології.

Н. Борис,

канд. с.-г. наук,

старш. наук. співробітник відділу агроґрунтознавства і ґрунтової мікробіології,

ННЦ «Інститут землеробства НААН»

журнал "Пропозиція", №9, 2020 р.