Моніторинг озимих культур у зимовий період

Кліматичні умови вирощування озимих культур в Україні, особливо в її північно-східній частині, різняться різноманітністю й складністю.

Більше це стосується періоду зимівлі, коли рослини підпадають під дію осінньої та весняної посухи, морозів, різких коливань температур, відлиг, крижаних кірок, видування, вимокання, випрівання та інших несприятливих чинників.
  Які ж основні несприятливі явища погоди підстерігають тендітні рослинки озимих культур на досить тривалому відрізку часу під час зимівлі?
Сприятливими умовами для проростання зерна вважається наявність в орному шарі грунту (0-20 см) до 30 мм вологи. За вмісту води менше 10 мм насіння не проростає або може наклюнутися та загинути. Часто осінні посухи супроводжуються високими температурами й суховійними явищами, що підсилює їхню шкодочинність.
Якщо посушливий період триває і після настання негативних температур, тоді передвіщають "зимову посуху". Виморожування незахищеної снігом поверхні грунту призводить до відмирання всієї надземної маси рослин, утворення на поверхні поля глибоких і широких тріщин, рослини страждають одразу від кількох несприятливих чинників: морозу й висушування, а також від розриву коренів.
Одним із найнебезпечніших чинників зимового періоду є, звичайно, низькі негативні температури. Стійкість до їхнього впливу в рослин озимих культур називається морозостійкістю і коливається залежно від культури, сорту, віку та стану рослин, а ще - від етапу перезимівлі в досить широких межах. Підсумок перезимівлі залежить від сили морозу, генетичних особливостей сорту, а також умов, що пом'якшують дію стресового чинника. Передусім, це товщина снігового покриву, глибина промерзання грунту, поступовість зниження температури, а також технологічні заходи, що сприяють загартуванню рослин. Серед них якість обробітку й глибина загортання насіння під час висівання, забезпечення рослин поживними речовинами, макро- і мікроелементами, правильний вибір сорту, попередника та дотримання строків висіву. Серед сучасних сортів озимої пшениці морозостійкість та високу врожайність поєднують сорти Василина, Досконала, Астет, Альянс, Подолянка, Антонівка, Колос Миронівщини, Левада, Богдана та інші. Кращому загартуванню рослин сприяють обробка насіння та посівів у фазі кущіння препаратами Вимпел, Райкат, Нутрівант та іншими комплексними хелатними добривами.
  За умов нестійкої погоди в зимовий період, коли відлиги змінюються морозами і випадають дощі, можливе утворення на посівах льодяної кірки, що й спостерігалось на Харківщині в 2010 році. Бувають висячі льодяні кірки, притерті до грунту, вмерзлі в грунт, а ще - різної товщини та тривалості залягання. Рослини за тривалого перебування під притертою льодяною кіркою пошкоджуються, а іноді й повністю гинуть унаслідок порушення газообміну в тканинах. Причому, якщо хоча б частина листків вільна від льоду, пошкодження рослин буває меншим. Прошарки льоду в грунті механічно ушкоджують підземні частини рослин - корені та вузли кущіння, що значно ослаблює рослини, а часом спричинює їхню загибель. Значно посилює кірка і вплив низьких температур, оскільки є активним провідником тепла: без снігового покриву під кіркою рослини вимерзають.
Після відновлення вегетації, за швидкого підвищення температури та бездощів'я, посіви страждають від весняної посухи.
Умови 2009-2010 років на Харківщині були вкрай несприятливими для формування врожаю озимих зернових культур через низку причин: осінню посуху, особливо в центральних і північних районах, тривале залягання (60-80 діб) льодяної кірки на посівах узимку, посушливі умови на початку весняної вегетації, значне поширення шкідників на посівах. Найбільшої шкоди посівам завдала льодяна кірка: через неї понад половину площ озимини довелося пересіяти. За таких умов своєчасність прийняття рішення щодо підсіву чи пересівання постраждалих полів мала вирішальне значення для ефективного використання посівних площ. Визначити стан рослин озимих культур, рівень їхньої перезимівлі ще до відновлення вегетації можна завдяки моніторингу посівів, діагностики їхньої життєздатності в зимові місяці. В зв'язку з цим у кожному господарстві потрібно розробити систему діагностичних заходів для визначення стану рослин озимих культур за етапами зимівлі, щоб оцінити життєздатність посівів і розробити заходи догляду за ними.
Наприкінці осені, після припинення вегетації рослин, слід провести підготовчі роботи, які полегшать догляд за посівами в зимовий період та підвищать достовірність даних щодо життєздатності посівів озимих культур. Під час огляду полів у трьох-п'яти найтиповіших місцях посіву треба виокремити ділянки майбутнього відбору проб рослин (монолітів) і позначити ці місця віхами. Ділянки мають бути достатньо віддалені від лісосмуг, скирт соломи, трубопроводів тощо. Водночас бажано відібрати проби рослин для проведення біометричного аналізу: підрахувати густоту рослин на 1 м2, кількість розвинутих пагонів, вторинних коренів, заміряти висоту рослин та глибину розміщення вузлів кущіння.
За допомогою цих методів встановлюється ступінь пошкодження посівів та життєздатність рослин на різних етапах перезимівлі (рис. 1).
  Метод монолітів. Для визначення життєздатності рослин за цим методом з посівів озимих культур у місцях, позначених з осені віхами, вирубують моноліт грунту розміром 30х30 см, завтовшки 15 см так, щоб у нього потрапили рослини з двох суміжних рядків. Якщо немає снігового покриву, відбирати та транспортувати моноліти слід особливо обережно, бо замерзлі рослини дуже ламкі й легко пошкоджуються, а в дні, коли температура повітря нижче 14...16°С, зразки відбирати не слід, тому що рослини можуть отримати додаткові пошкодження.
Моноліти викладають у дерев'яні ящики відповідних розмірів, прикривають брезентом, мішковиною чи іншим теплоізолювальним матеріалом і переносять у приміщення з плюсовою температурою 5...10°С для розморожування. На кожний моноліт оформляють своєрідну довідку, в якій зазначають найменування культури, сорт, назву попередника, площу й номер поля, дату висіву. Обов'язково вказують температуру повітря під час взяття зразка, глибину снігового покриву, наявність, товщину й характер льодяної кірки. Ящики з монолітами прикривають зволоженою мішковиною чи іншим повітропроникним матеріалом і залишають до повного відтавання (зазвичай для цього потрібно одну-півтори доби). Коли моноліти відтануть, їх переносять у тепле, добре освітлене приміщення з температурою 17...20°С. Надземну масу рослин зрізають ножицями на висоті 4-6 см від поверхні грунту, пустоти й тріщини засипають грунтом. Рослини поливають, підтримуючи достатню вологість грунту і не допускаючи його пересихання. Через десять днів проводять попередню оцінку життєздатності рослин, а через 15-20 днів - остаточну (рис. 2).
Відсоток життєздатних рослин розраховують за формулою:

Х= (А:В) х 100, де
Х - життєздатність посіву у %;
А - кількість живих рослин у пробі;
В - загальна кількість рослин у пробі.

Здійснюючи облік, до життєздатних треба зараховувати рослини, що активно утворюють нові листки та вузлові корені. Проте слід зауважити, що у слаборозвинених з осені рослин та в умовах недостатнього освітлення, а також на початку і в середині зими нові вузлові корені можуть не утворюватися, але за активного відростання листкових пластинок такі рослини потрібно зараховувати до життєздатних. Аналіз конуса росту у рослин, які відростають, під мікроскопом може дати надійніше підтвердження їхньої життєвості.
Метод монолітів дає найдостовірнішу характеристику життєздатності посівів за умови беззаперечного дотримання всіх правил відбору, транспортування, відтавання та відрощування зразків, оскільки порушення хоча б одного з них призводить до неправильних висновків.
Протягом зими моноліти відбирають 25 січня, 20 лютого, 10 березня, а також після сильних знижень температури чи впливу інших несприятливих чинників.
  Водний метод дає змогу швидше визначити оцінку стану рослин, а в умовах позитивних температур у зимовий період та незамерзлого грунту він є цілком надійним і достовірним. У дво-чотиритипових місцях на полі вирубують або викопують рослини з двох суміжних рядків по 0,5 м. Рослини, разом із грудками землі, заносять у приміщення й розморожують так само, як і моноліти. За температури в полі вище 0°С розморожувати не треба. Потім їх відмивають водою кімнатної температури, обрізають корені на відстані 3-4 см, а пагони з листками - за 5-6 см від вузлів кущіння. Підготовлені таким чином зразки розкладають у неглибокі ємності (можна використати зрізані ПЕТ-пляшки) так, щоб рослини були занурені у воду на 2-3 см вище вузлів кущіння. Зразки виносять у добре освітлене приміщення з температурою 18...20°С, воду треба міняти кожні два дні. Вже через два-три дні у живих рослин помітне відростання листкових пластинок і вузлових коренів. Остаточне оцінювання можна проводити через сім днів. Життєздатні рослини активно відростають, утворюють нові листки й корені, пошкоджені - відростають слабо, а з часом припиняють ріст, загиблі - не утворюють нових листків і коренів. Для визначення відсотка життєздатних рослин послуговуються тією самою формулою, що й у методі монолітів.
  Цукровий метод різниться з водним тим, що замість води рослини спершу занурюють на 12-15 годин у 2%-ний розчин цукру, а потім замінюють його водою. Однак слід зазначити, що цей метод може давати дещо завищені результати, особливо в другій половині зими, коли в природних умовах значна частина запасних цукрів у вузлах кущіння вичерпана.
  Експрес-метод поєднує в собі швидкість та досить високу надійність. У рослин, відібраних і підготовлених, як рекомендовано вище, зрізують корені на відстані 1 см від вузла кущіння, а надземну масу - на рівні розходження листочків. Підготовлені таким чином рослини компактні та зручні в роботі, менше уражуються пліснявою й швидше відростають. Рослини ставлять у склянки з водою так, щоб вона вкривала нижню частину вузлів кущіння, зверху ємність можна нещільно прикрити поліетиленовою плівкою. Зразки виставляють у добре освітленому приміщенні з температурою 22...24°С. Через одну-дві доби в живих рослин фіксують приріст 5-8 мм, загиблі рослини приросту не дають. Остаточний підрахунок проводять через три-п'ять діб (рис. 3).
Визначення життєздатності рослин вказаними вище методами не потребує складного обладнання й доступне в умовах сільськогосподарських підприємств.
У науково-дослідних установах, забезпечених обладнанням для детальнішого дослідження рослин, застосовують такі методи.
  Метод барвників. У цьому разі послуговуються хімічними речовинами, які при взаємодії з клітинним соком дають кольорову реакцію. Найчастіше використовують тетразол (трифенілтетразолхлорид) та фуксин кислий. У разі використання методу барвників рослини відбирають, розморожують і готують до аналізу за загальною схемою. На рівні розміщення конуса росту роблять поздовжній зріз. Підготовлені рослини кладуть на одну годину в 0,5%-ний розчин тетразолу і ставлять у термостат (водяна баня) з температурою 40°С або витримують чотири години за кімнатної температури, закривши темним матеріалом. Після цього підраховують кількість живих та загиблих рослин. У живих тканинах безбарвний тетразол під впливом ферментів утворює формазин, який забарвлює тканини в яскраво-червоний колір - від рожевого до оранжевого відтінків. Тканини загиблих рослин не забарвлюються.
У разі використання фуксину кислого препарати готують аналогічно, занурюючи тканини в 0,3%-ний розчин барвника. Через 15 хв рослинний матеріал ретельно промивають чистою водою і розглядають зрізи в мікроскоп. Живі ділянки не фарбуються і мають слабозелене або білувате забарвлення. Загиблі клітини й тканини стають яскраво-червоними, пошкоджені мають блідо-рожевий колір.
  Метод біологічного контролю (аналіз конуса росту за Ф. М. Куперман) полягає в спостереженні за станом конуса росту під мікроскопом чи бінокуляром. У живих рослин конус росту тургорний, блідо-зелений, з блиском, загиблі втратили тургор, помутніли, мають жовтувато-буре забарвлення. Слід звертати увагу також на стан тканин вузла кущіння, розміщених під конусом росту: в пошкоджених рослин вони мають бурий колір, і що більша площа ураження, то менш життєздатна рослина. Такі рослини можуть бути дуже малопродуктивними або загинуть, особливо в умовах пізньої чи сухої весни. У науково-дослідних центрах протягом зими визначають також вміст та динаміку розчинних вуглеводів у тканинах вузлів кущіння, що свідчить про ступінь загартування рослин з осені та збереження його до кінця перезимівлі, й критичні температури вимерзання - характеристику морозостійкості сортів.
Таким чином, моніторинг стану озимих культур у зимовий період дає можливість заздалегідь визначити життєздатність посівів і спланувати заходи весняного догляду за ними - підживлення, обробки фунгіцидами й гербіцидами, - щоб виростити високий урожай якісного зерна, а за потреби, - забезпечити господарства насінням ярих культур для ремонту чи пересівання площ.

Н. Рябчун,
канд. с.-г. наук,
Інститут рослинництва
ім. В. Я. Юр'єва НААН