Перезимівля озимих культур. Що впливає на її успішність

Перезимівля озимих хлібів є однією з найважливіших агрономічних проблем у виробництві зерна, яку потрібно завжди враховувати і знаходити засоби максимального зменшення її шкідливих наслідків.

Важливу роль у вивченні причин загибелі озимих культур та розробці заходів щодо їхнього збереження у період зимівлі відіграють агрономічна наука та прогресивна виробнича практика. Встановлено, що найбільшу стійкість проти негативних факторів зимівлі виявляють високоморозостійкі та зимостійкі сорти озимих культур, які висівають в оптимальні строки добірним протруєним насінням у якісно і вчасно підготовлений ґрунт із збалансованим режимом живлення і вмістом в орному шарі ґрунту не менше 20–30 мм продуктивної вологи. Озимі культури за таких умов встигають до настання зими нормально розкущитись, сформувати добре розвинену кореневу систему та вузол кущення, в якому нагромаджується достатньо цукрів (25–30 % від маси), як захисних речовин проти дії на рослину низьких температур.

За організації захисту озимини у період перезимівлі необхідно встановити, від чого потерпають і гинуть рослини, бо їхній захист може бути пов’язаний із морозостійкістю або зимостійкістю.

Під морозостійкістю рослин розуміють їхню стійкість проти низьких негативних температур до мінус 15…20 °С, озимого жита — до мінус 20…22 °С. Зимостійкість — це стійкість зимуючих рослин проти комплексу несприятливих умов зимівлі в осінній, зимовий і весняний періоди їхнього життя. Морозо- і зимостійкість — складні фізіологічні стани озимих рослин, які постійно змінюються залежно від їхнього віку та умов вирощування. Формуються морозо- і зимостійкість у рослин восени під час їхнього загартування.

Загартування відбувається у дві фази:

1) за температури вдень близько 8…10 °С, а вночі — від 0 °С до 4 °С;

2) за середньої температури від 0 °С до -5 °С. У першій фазі, завдяки активній вегетації і процесам фотосинтезу, для яких особливо сприятливою є сонячна погода, у вузлах кущення нагромаджуються цукри, які за нічної температури від 0 °С до 4 °С практично не витрачаються як на ріст рослин, так і на процеси їхнього дихання. Внаслідок щоденного збільшення вмісту цукрів, який під кінець загартування досягає у вузлах кущення до 30 % і більше сухої речовини, рослини здатні витримувати зниження температури на глибині залягання вузла кущення до -10…-12 °С. У другій фазі відбувається зневоднення клітин і в них підвищується концентрація розчинних цукрів, у клітинах зменшується вміст так званої вільної води, яка легко замерзає, і підвищується вміст зв’язаної води, що важко замерзає. Рослини стають ще стійкішими проти низьких температур: добре загартована пшениця витримує зниження температури біля вузла кущення до -18…-20 °С, озиме жито — до -23…-24 °С, тритикале — до -19…-21 °С, озимий ячмінь — до -14…-15 °С.

Тривалість проходження першої й другої фаз загартування становить 20–25 днів. Проте навіть добре загартовані рослини (за умови вчасного висівання добірного насіння в добре підготовлений ґрунт, внесення необхідної кількості потрібних добрив) не захищені на 100 % від вимерзання за переходу температури через поріг критичної, яка для озимого ячменю становить -12…-14 °С, озимої пшениці — мінус16…-18 °С, тритикале — мінус 17…-19 °С, озимого жита — мінус 20…-24 °С.

В Україні озимі культури найбільше потерпають: у степових районах від вимерзання, лісостепових і степових — від льодяної кірки, в поліських — від випрівання, вимокання, частково — від вимерзання.

Слід відрізняти вимерзання від замерзання. Озимина завжди вимерзає, бо взимку температури в районах її вирощування переважно мінусові, але при цьому не гине.

Вимерзання. Причиною загибелі рослин є сильне зневоднення протоплазми клітин внаслідок замерзання так званої вільної води в міжклітинних просторах з утворенням кристалів або суцільної крижаної оболонки у разі раптового зниження температури (наприклад, за сильних морозів одразу після відлиги) і відтягуванні внутрішньоклітинної води. Це призводить до зневоднення клітин і коагуляції колоїдних розчинів у клітинах та їхньої загибелі. Вимерзання, як зазначалося, спостерігається за критичних мінусових температур (їхні порогові значення для кожної озимої культури свої).

Зовнішні ознаки вимерзання бувають різними. Найчастіше рослини залишаються зеленими, а після відтавання втрачають тургор, жовтіють і засихають. Вимерзання починається зі старих листків, а потім поширюється на молодші органи. Особливо шкідливим є пошкодження вузла кущення, тому заходи захисту рослин від вимерзанню завжди мають бути спрямовані насамперед на те, щоб запобігти зниженню температури до критичної у зоні залягання вузла кущення.

Коли критичні температури тримаються недовго, вимерзання може й не бути, оскільки на рослини впливає не лише абсолютний мінімум температури, а й тривалість її дат.

Щоб зменшити шкоду від вимерзання, слід використовувати для вирощування найбільш морозо- і зимостійкі сорти озимих культур. Велике значення має сівба в оптимальні строки (поспішність із сівбою призводить до переростання рослин, а в разі запізнення з нею сходи до настання зими бувають недорозвиненими (в обох випадках морозостійкість знижується)), внесення до сівби фосфорно-калійних добрив, більш глибоке загортання насіння, особливо озимої пшениці, в якої при цьому глибше закладається вузол кущення (якщо насіння загортати мілко або в неущільнений ґрунт, вузол кущення формується близько до поверхні ґрунту і пошкоджується морозами), та особливо снігозатримання. За температури повітря -30 °С ґрунт, не вкритий снігом, промерзає біля вузла кущення до -20…-22 °С, що спричинює загибель практично всіх озимих культур. Натомість за умови наявності шару снігу всього 15 см — лише до -7…-11°С, що не шкодить навіть озимому ячменю. Сніг затримують снігозатримувачами, утворюючи валки поперек напрямкам панівних вітрів. Найкраще це робити під час випадання снігу, яким відразу закривають оголені між валками місця. Сніг затримують також за допомогою куліс.

Вимокання. Найбільшої шкоди посівам озимих культур завдає осіннє, а потім ще й весняне застоювання води і перезволоження ґрунту. Застоюванню талих вод і вимоканню рослин із факторів зовнішнього середовища сприяють високий рівень підґрунтових вод, погані водно-фізичні властивості ґрунту, слабка його водопроникність, ступінь оглеєння і перезволоження, важкий гранулометричний склад, випадання великої кількості опадів, утворення притертої льодової кірки, глибоке промерзання ґрунту, повільне наростання позитивних температур у весняний період. З іншого боку, ступінь вимокання зумовлюється етапом розвитку: рослини, що добре розкущилися, пошкоджуються менше, ніж слабкі, які встигають утворити лише два-три листочки; добре загартовані рослини і менш ослаблені протягом зимового періоду також відзначаються більшою стійкістю проти вимокання. Слід зазначити, що перезволоження ґрунту в період активної вегетації зернових культур, у тому числі й озимих, також негативно впливає на рослини.

Загибель рослин від вимокання починається з мацерації меристематичних тканин листкової піхви, а потім відбуваються руйнування воскоподібних речовин клітинних стінок, розпад хлоропластів, втрата тургору і ослизнення.

Вимокання настільки шкідливе явище, що навіть короткочасне застоювання на посівах талих вод призводить до їхнього зрідження, ураження кореневої системи рослин хворобами, зменшення інтенсивності ростових процесів, запізнення з настанням фаз розвитку, зменшення продуктивної кущистості, величини колоса, їх озерненості, виповненості зерна, а отже, й до значних втрат урожаю.

Боротьбу з процесами вимокання посівів озимих зернових культур потрібно розпочинати з профілактичних заходів, спрямованих на поліпшення водно-фізичних властивостей ґрунту шляхом влаштування мілкого закритого дренажу, системи відвідних канав, вапнування кислих ґрунтів, систематичного внесення органічних і мінеральних добрив. Поряд з цими агротехнічними заходами слід забезпечувати підвищення морозо- і зимостійкості рослин.

Випрівання. Сніг, навіть у разі метрового його шару, не перешкоджає нормальному газообміну рослин, оскільки повітря під ним за вмістом кисню майже не відрізняється від повітря над його поверхнею. За тривалого перебування рослин під глибоким шаром снігу вони відчувають нестачу не в кисні, а в запасних речовинах, необхідних для нормального дихання та обміну речовин. У зв’язку з цим процес випрівання озимих дослідники розподілили на три фази:

1 вуглеводне виснаження озимих рослин;

2 розпад органічних речовин (білків та ін.);

3 ураження сніговою пліснявою ослаблених на зиму рослин.

Причинами ослаблення рослин можуть бути осіннє перезволоження, нестача елементів живлення й освітлення у період появи сходів і кущення, випадання снігу на не досить промерзлий ґрунт, а також пізнє танення снігу весною. Результати досліджень з вивчення причин випрівання озимих хлібів переконливо свідчать, що стан ґрунту в період утворення глибокого снігового покриву є одним із факторів, які визначають ступінь випрівання рослин лише в тих місцевостях, де наступні умови перезимівлі озимих посівів (температура повітря, випадання опадів, тривалість зимового періоду, висота і строки залягання снігового покриву) не можуть тривалий час змінити температуру під снігом.

Для запобігання випріванню посівів слід дотримуватись оптимальних строків сівби озимих культур, не допускати ранньої сівби, за якої формується густий травостій і ґрунт важко промерзає. У разі випадання товстого шару снігу на непромерзлий ґрунт його ущільнюють котками, але слід ураховувати при цьому, що за настання відлиги може утворитися льодяна кірка, яку, як правило, теж треба знищувати. Перерослу озимину, особливо озиме жито, інколи восени підкошують на висоті не нижче 10–12 см. На перерослій озимині практикують також культивацію снігу з використанням широко розставлених лап-підгортачів, що сприяє швидшому промерзанню ґрунту. Іноді випускають на занесені снігом посіви табун молодняку (телят або овець) для ущільнення снігу.

Випирання. Випирання має місце за сівби озимих культур у свіжозораний ґрунт та внаслідок різких коливань температури навесні. У висіяної в пухкий ґрунт пшениці через його осідання розривається коренева система й вузол кущення залишається на поверхні ґрунту (пасивне випирання). Різкі перепади денних і нічних температур рано навесні зумовлюють випирання вузла кущення на поверхню ґрунту льодом, який утворюється за нічногозамерзання води (активне випирання). Вузли кущення, які опинилися на поверхні ґрунту, можуть загинути від морозів або нестачі води.

При випиранні рослин застосовують коткування посівів кільчасто-шпоровими котками, що сприяє кращому контакту рослин з ґрунтом і вони швидше та краще вкорінюються. Якщо виникає потреба у проведенні сівби озимих культур у свіжозораний ґрунт, його обов’язково перед сівбою ущільнюють важкими котками. Необхідно також глибше загортати насіння.

Льодяна кірка в окремі роки дуже шкідлива, особливо в морозні зими. Вона буває притертою й висячою. Висяча, або так звана «брудна», кірка з’являється на посівах озимих тоді, коли сніг тане частково. Після похолодання на його поверхні утворюється щільний льодяний шар, а під ним нещільний шар снігу або пустоти. Висяча кірка здебільшого не шкодить рослинам, навіть відіграє певну захисну роль, але при тривалому її зберіганні може створюватися «парниковий ефект»: рослини можуть піти в ріст, і інколи спостерігається їх випрівання під такою кіркою рослин, які почали вегетацію.

Якщо відлиги тривалі й сніг тане майже повністю або просочується водою, на посівах залишається шар води, яка, замерзаючи, утворює суцільну 15 льодяну кірку. Дощі під час відлиг посилюють ці утворення. Така кірка вмерзає у ґрунт на глибину його відтавання, а вузли кущення й корені рослин вмерзають у лід.

Дія притертої кірки різнобічна. Лід механічно пошкоджує рослини. Він у п’ять разів теплопровідніший, ніж сніг, і посилює дію морозів, тому рослини швидше вимерзають. Під кіркою порушується газообмін, рослини відчувають нестачу кисню. У них переважає аеробне дихання з утворенням спирту, який токсично діє на клітини. Шкідливість кірки підвищується із збільшенням її товщини й часу перебування на посівах. Краще виживають під кіркою добре розвинені рослини.

Якщо льодяна кірка нетовста й вмерзають тільки вузли кущіння, а листки перебувають на повітрі, то такі рослини виживають, оскільки повітря проникає по міжклітинниках з листків у кореневу систему. Льодяна кірка не утвориться, якщо після відлиги випадає сніг, що не дозволяє морозу глибоко проникнути в ґрунт, тим самим запобігаючи його негативний вплив на рослини.

Методи оцінки стану перезимівлі озимих зернових культур

Монолітний метод. На площі 50 га посівів вирубують не менше двох монолітів розміром 30 х 30 і завтовшки 15–20 см, кожний з яких містить рослини двох суміжних рядків. Моноліти відбирають на полях, які найповніше характеризують стан посівів залежно від попередників, сортового складу та розвитку рослин.

Розморожують моноліти поступово. Спочатку їх встановлюють у приміщенні з температурою від 5 до 10 °С. Відталі моноліти переносять у світле приміщення з температурою 18…20 °С . Рослини поливають водою кімнатної температури, не допускаючи пересихання або перезволоження ґрунту.

На 8–10-й день після встановлення монолітів у теплому приміщенні можна попередньо передбачити життєздатність рослин, а на 15–20-й день визначити її остаточно. Для цього всі рослини обережно виймають з ґрунту, корінці їхні відмивають водою, після чого відокремлюють живі рослини (з відрослими листками та новими корінцями) і загиблі (без ознак відростання). Підраховують кількість загиблих рослин і обчислюють показник для загального стану посівів так само, як обчислюється показник зрідженості:

Х = (А : В) х 100, де

Х — життєздатність посіву, %;

А — кількість живих рослин у пробі;

В — загальна кількість рослин у пробі.

Підсумовуючи показники, отримані під час аналізу монолітів, виводять середній відсоток загибелі рослин на тому чи іншому полі.

Вважають, що посіви перебувають в доброму стані за наявності життєздатних рослин не менше 90 %. Ймовірність виживання рослин на таких посівах у період після відновлення весняної вегетації і до дозрівання може перевищувати 70–75 %, що повинно сприяти формуванню високопродуктивного стеблостою і отриманню високого врожаю.

Стан посівів вважають задовільним за наявності у середньому 70–80 % життєздатних рослин. Прогнозована ймовірність виживання рослин може наближатися чи дещо перевищувати 60 %. Фактична збереженість рослин і формування продуктивного стеблостою може суттєво змінюватися в той чи інший бік залежно від зовнішніх факторів і технологічних заходів у період догляду за посівами.

Якщо у посівах питома вага життєздатних рослин значно нижча 50 %, то такий стан посівів вважають незадовільним.

Прискорені методи визначення життєздатності рослин:

Водний метод дає можливість швидше одержати дані про стан озимих, ніж монолітний, і полягає він у відрощуванні рослин у воді.Проби для відрощування за цим методом також вирубують із двох суміжних радів завдовжки 50 і завглибшки 8–10 см у трьох-чотирьох місцях поля. Потім їх доставляють у відносно тепле приміщення з температурою повітря 5…7 °С. З ґрунту відталих проб вибирають рослини, відмивають корінці водою, вибраковують пошкоджені під час вирубування, а в тих, що залишають, відрізають корінці на 3–4 см нижче вузла кущення і верхню частину листочків. Після цього рослини для відрощування розміщують по краях глибокої тарілки з таким розрахунком, щоб корінці та нижня частина вузла кущення були занурені у воду. У кожній тарілці розміщують одну пробу рослин. З одного поля беруть три–чотири проби. Умови для відрощування рослин у воді (світло, тепло такі самі, як і для рослин, які відрощуються в монолітах воду в тарілках міняють через кожні два-три дні. Визначити стан рослин можна вже на 4–6-й, а в cyмнівних випадках — 7–8-й та 15-й день у такий самий спосіб, що за монолітного методу.

Метод цукрового розчину. Щоб терміново визначити стан посівів, рослини, відібрані й підготовлені вказаним вище способом, спочатку відрощують протягом 13–15 год у 2 %-му цукровому розчині (20 г цукру на 1 л води), після чого розчин замінюють водою. Життєздатність рослин визначають на четвертий-п’ятий день після початку відрощування.

Метод забарвлення тканин. Фарбують зрізи рослин через основи пагінців і стеблові конуси наростання 0,1 %-м розчином кислого фуксину. У живих рослин природне забарвлення зрізів і клітин конусів наростання не змінюється, у неживих з’являється рожево-буре забарвлення. Пошкодження конуса оцінюють у балах: 5 балів — конус прозорий, тургорний, живий; 3 бали — 17 конус живий, тургорний, але вже білий і не прозорий; 1 бал — конус бурий, зморшкуватий, неживий.

За матеріалами дослідних установ НААН України