Фактори, що впливають на наливання зерна

Нерідко грунтова посуха у весняно-літній період вегетації супроводжується повітряною, як результат — добре розвинені посіви озимини, які мали б забезпечити високу врожайність, стрімко знижують зернову продуктивність. Є таке поняття, як «захват рослин» — дія несприятливих факторів. Головною ознакою захвату рослин пшениці озимої найчастіше є плюсклість зерна внаслідок порушення водного балансу, коли випаровування вологи рослиною перевищує надходження її із грунту. Шкідлива дія суховіїв головним чином зводиться до того, що значно прискорюються витрати запасів грунтової вологи. Але негативну дію посухи можна знизити з допомогою належного забезпечення посівів пшениці озимої вологою шляхом зрошення.

Ступінь ушкодження посівів визначається періодом настання посухи:

• Захват рослин під час утворення пилку негативно впливає на запліднення, внаслідок чого має місце череззерниця або навіть пустоколосість.
• Якщо захват хлібів відбувається на початку наливання зерна (до фази молочної стиглості), зерно складається майже з одних оболонок і містить лише незначну кількість крохмалистої речовини.
• Якщо захват рослин відбуваєтсья  у дещо пізніші періоди — формується плюскле зерно.

Захват рослин супроводжується запалом зерна, що веде до порушення його розвитку та передчасного дозрівання у колосках через негативну дію посух, високої температури повітря і, особливо, гарячих вітрів -суховіїв. У результаті добре розвинене зерно раптом зморщується і стає плюсклим.

Запал зерна у зоні Степу трапляється переважно у другій половині червня — липні.

Метою роботи науковців було дослідження динаміки наливання зерна пшениці озимої за різних гідротермічних умов вирощування залежно від впливу агротехнічних прийомів.

Метод визначення динаміки наливання зерна, який заснував М.М. Кулєшов (згодом його вдосконалили І.Г. Строна та В.М. Костромітін), грунтується на виявленні взаємозв’язку між специфікою росту та накопиченням сухої речовини зерном шляхом послідовного визначення вологості зерна та маси 1000 зерен.

Дослідження із вивчення впливу на наливання зерна строків сівби, попередників, норм висіву насіння та гідротермічних умов протягом вегетації пшениці озимої проводили на Генічеській дослідній станції Інституту зернових культур (Херсонська обл.). Зона Присивашшя — найпосушливіший регіон України. Умови для вирощування озимини тут надзвичайно жорсткі. Це зумовлено високим температурним режимом повітря, недостатньою кількістю опадів і нерівномірним їхнім розподіленням протягом періоду вегетації рослин. Середня багаторічна температура повітря в Присивашші становить 10,3°С, сума опадів — 398 мм. Сорт пшениці м’якої озимої Куяльник висівали по чорному пару та після соняшнику. Сіяли у три строки: 5 і 25 вересня та 15 жовтня. Норми висіву становили відповідно 3, 5 та 7 млн схожих насінин/га. Грунт дослідного поля — темно-каштановий, різною мірою солонцюватий. Вміст гумусу в орному шарі — 2,2–2,4%, азоту — 0,11–0,13; фосфору — 0,10–0,12; калію — 0,14–0,16%. Окрім елементів, які піддавались вивченню у цьому дослідженні, технологія вирощування пшениці озимої була загальноприйнятою для Південного Степу України.

Для погодних умов у період проведення досліджень була характерна значна контрастність, що певним чином вплинуло на формування і наливання зерна. Для встановлення точніших обсягів використання вологи рослинами із грунту та їхньої вологозабезпеченості визначали гідротермічний коефіцієнт (ГТК) упродовж періоду формування колоса і зернівок. У найпосушливіший рік досліджень ГТК у травні був найнижчим — 0,04, у червні — 0,12. Аномально посушливі погодні умови ускладнювались низькою відносною вологістю повітря, яка у травні дорівнювала 55, а у червні — 50% (рис. 1).

В окремі дні вологість повітря знижувалась до 20–30%, а іноді й нижче, що в комплексі із високою температурою повітря та сильним вітром негативно впливало на формування і наливання зерна.

Такі погодні умови зумовили прискорене його дозрівання, що у подальшому позначилося на врожайності зернових . Відомо, що за масою 1000 зерен визначають кількість речовини, яка міститься у зерні, та його крупність. І, ясна річ, крупніше зерно має вищу масу 1000 зерен. Так, із рис. 2 видно, що у рік із недостатнім рівнем зволоження протягом травня і червня вологість зерна стрімко зменшувалась і вже 21 червня у посіві, проведеному по чорному пару, становила 10, а після соняшнику — 7,1%. Натомість маса 1000 зерен поступово зростала і досягла 30,4 та 26,8 г відповідно.

Сприятливі умови зволоження протягом травня і червня подовжували тривалість вегетації пшениці озимої. Так, на час збирання врожаю зернових (26 червня) вологість зерна у варіантах, де попередником був чорний пар, становила 14, а в посівах озимини після соняшнику — 8%. Маса 1000 зерен при цьому досягала 35,9 та 32,8 г відповідно. Отже, різниця за масою 1000 зерен пшениці озимої у роки зі сприятливими умовами зволоження та з недостатнім рівнем вологозабезпечення у травні та червні за висіву по чорному пару становила 15,3, а після соняшнику — 18,3% (рис. 3). 

Аналіз вологості зерна за вирощування пшениці озимої по різних попередниках свідчить про те, що по чорному пару, внаслідок послаблення втрати вологи зернівками, рослини були стійкішими до несприятливої дії посухи. На нашу думку, це зумовлено більшими, порівняно із висівом озимини після попередника соняшник, запасами вологи в грунті. Тобто по непаровому попереднику через дефіцит води вологість зерна знижувалась значно швидше, що призводило до формування плюсклого зерна із низькою масою 1000 зерен. Із рис. 2 і 3 видно, що значення попередника не обмежується лише вологозабезпеченістю рослин пшениці озимої в основні фази розвитку, але й проявляється під час наливання та дозрівання зерна.

У наших дослідах на динаміку наливання зерна і масу 1000 зернин впливали не тільки попередники, але й терміни висівання. Так, при сівбі пшениці озимої 5 вересня (ранній строк) із нормою висіву 5 млн схожих насінин/га різниця за масою 1000 зерен між рослинами в посівах після соняшнику та по чорному пару становила 3,3%, 25 вересня — 7,5; 15 жовтня — 5,6%. По кожному із попередників найбільша маса 1000 зерен була за раннього строку сівби, значення цього показника поступово зменшувались зі зміщенням термінів сівби у бік пізніх. Найнижча маса 1000 зерен за сівби пшениці озимої у пізні строки пояснюється різницею у розвитку таких посівів порівняно із ранніми. Рослини у посівах пшениці озимої пізніх строків сівби, зрозуміло, пізніше розпочинали цвітіння, формування та наливання зерна і в такому разі зазнавали дії посухи та інтенсивніше ушкоджувалися суховіями.

Норми висіву насіння також впливали на динаміку наливання зерна, оскільки густота стояння рослин на одиниці площі різнилася. На ділянках, де норма висіву становила 3 млн схожих насінин/га, вологість зерна була вищою порівняно із більш загущеними посівами. Різниця за цим показником була незначною на ділянках із нормою висіву 3 та 7 млн схожих насінин/га і становила 0,8–2,4%. Оскільки врожайність пшениці формується завдяки взаємодії елементів продуктивності, зокрема кількості продуктивних стебел, маси зерна із колоса, маси 1000 зерен, крупність зерна значно впливала на розмір і якість урожаю.

Незважаючи на значну щільність продуктивного стеблостою у рік із недостатнім рівнем зволоження протягом травня і червня, що проявлялось на деяких ділянках перевищенням відповідних показників у рік зі сприятливим рівнем зволоження у зазначені місяці, урожайність пшениці цього року була значно нижчою.

У несприятливий для наливання зерна посушливий рік рослини пшениці формували дрібне насіння, маса якого залежно від строків і норм висіву коливалась у межах 23,9–29,7 г за вирощування після соняшнику та 29,1–31,7 г — по попереднику чорний пар.

Для визначення впливу рівня мінерального живлення на динаміку наливання зерна пшениці озимої протягом 2010–2014 років ми проводили дослідження у дослідному господарстві «Дніпро» Інституту зернових культур (Дніпропетровська обл.). Сорт пшениці озимої Литанівка висівали по чорному пару та після стерньового попередника. Технологія вирощування пшениці у дослідах була загальноприйнятою для північної частини Степу. Дослідження проводили за двома варіантами: без внесення добрив (контроль) і внесення фонового добрива N60P60K60 — після соняшнику та N30P30K30 (фон) — по чорному пару; фон + N30 по мерзлоталому грунту (МТГ) + N30 у фазі кущення рослин навесні шляхом обприскування (концентрація робочого розчину — 9,5%). Азотні добрива вносили у вигляді КАС — карбамідно-аміачної суміші.

Визначення гідротермічного коефіцієнта у травні та червні показало, що умови вегетації у дослідному господарстві були сприятливішими, ніж у Присивашші. Найнижчі значення ГТК у травні та червні відмічали у 2013 р. — 0,34 та 0,36 відповідно. Сприятливішим за зволоженням був 2014 рік: ГТК у травні становив 2,19, у червні — 1,85, а середньомісячна відносна вологість повітря була найвищою — 69% (рис. 4).

Разом з тим, попри порівняно високі середньомісячні значення відносної вологості повітря протягом років проведення досліджень, суховії нерідко траплялися у період наливання зерна. Найнижчою відносною вологістю повітря характеризувався 2012 рік, у травні значення цього показника становили 58, а в червні — 56,3%.

За результатами досліджень встановлено, що за вирощування озимини по стерньовому попереднику в контрольному варіанті інтенсивніше знижувалася вологість зерна і формувалася найменша маса 1000 зерен. У середньому за 2010–2014 роки маса 1000 зерен на цих ділянках становила 33,5 г (рис. 5).

На ділянках із внесенням фонового добрива N60P60K60 маса 1000 зерен досягала 35,1 г, а за N60P60K60 із наступним підживленням N30 по МТГ та N30 у фазі кущення навесні — 38,9 г.

Менш інтенсивно знижувалася вологість зерна у варіантах із найвищим рівнем мінерального живлення. Так, станом на 29 червня вологість зерна у цих варіантах становила 12,3%, водночас на ділянках із внесенням тільки фонового добрива N60P60K60 — 11,2, а без внесення добрив — 9,4% (рис. 5). На нашу думку, це зумовлено тим, що внесення мінеральних добрив активізувало ростові процеси у рослин, а за умови більш сприятливого поживного режиму тривалість вегетації пшениці озимої зростає.

Завдяки кращій вологозабезпеченості посівів озимини по чорному пару інтенсивність наливання зерна зростала порівняно із ділянками, де озимину вирощували після соняшнику, однак зниження вологості зерна відбувалося повільніше. Так, у середньому за 2010–2014 роки маса 1000 зерен станом на 29 червня у варіантах із внесенням фонового мінерального добрива N30P30K30 становила 38,4 г, а вологість зерна — 11,2%. За додаткового підживлення посівів азотом простежувалося зростання маси 1000 зерен до 40,8 г і зниження вологості зерна до 13,9% . Мінімальні значення маси 1000 зерен (36,2 г) та вологості зерна (11,2%) були у контрольному варіанті — без внесення мінеральних добрив (рис. 6).

На основі аналізу рівня втрат вологи зернівкою пшениці озимої за добу було встановлено, що у помірні за температурним режимом дні вологість зерна під час дозрівання знижувалась на 1,0–1,5%, а в разі виникнення в окремі дні суховіїв — на 2,0–3,0%.

Таким чином, пшениця озима, висіяна по чорному пару і достатньо забезпечена елементами мінерального живлення, виявилась стійкішою до посушливих умов у період наливання зерна. Накопичення у зерні сухої речовини і, відповідно, зростання маси 1000 зерен у таких посівах характеризувалось вищими показниками, порівняно з озиминою, що була висіяна після непарових попередників.

В умовах поточного року рівень забезпеченості вологою рослин пшениці озимої протягом весняного періоду був надзвичайно сприятливим. Тож є вагомі передумови для одержання в цьому виробничому сезоні високого врожаю зерна пшениці озимої. Отже, приклади, наведені у цій статті, переконливо свідчать про те, що рівень зернової продуктивності озимих зернових культур безпосередньо залежить від гідротермічних умов протягом періоду формування і наливання зерна. Запаси продуктивної вологи в грунті на переважній частині зони Степу доволі високі, що запобігає зниженню врожайності пшениці озимої через грунтову посуху. Ризик щодо зниження урожайності озимини може становити лише можливе виникнення суховіїв у період наливання зерна.  

О. Желязков, канд. с.-г. наук, ДУ Інститут зернових культур НААН