Спека соняшнику не перешкода

Під дією посухи — кліматичного явища, шкодочинність якого залежить від нестачі вологи в орному шарі ґрунту та від кількості й тривалості періодів із підвищеними температурами повітря, — перебуває близько третини всіх орних ґрунтів у світі.

В Україні майже 80% посівів соняшнику сконцентровано в двох агрокліматичних зонах: помірно посушливій та дуже посушливій. Зниження продуктивності соняшнику в цих районах нерідко зумовлюється посухою. На відміну від нестачі вологи, яку можна регулювати штучним шляхом (а саме зрошенням), впливати на температуру повітря людина ще не навчилася. Реалізацію потенціалу продуктивності гібридів соняшнику в таких умовах убезпечує цілісна система, комплекс заходів, спрямованих як на підтримку захисних механізмів рослини, так і на створення для неї найкращих умов росту й формування врожаю.

Конкретно про температуру

Конкретне питання — яка саме температура повітря для соняшнику є підвищеною — потребує точної відповіді. Посібники відокремлюють температури повітря з позначенням «високі» та «дуже високі». До високих в умовах України відносять температури 25°С і вище, до дуже високих — 30°С і вище. Відрізняють також термін «жара». Жарою прийнято вважати такий максимум температури повітря, який у південних і південно-східних областях України становить 35°С і вище, а в пів­нічних і північно-західних областях — 30–35°С. Визначають також метеорологічний показник «повторюваність днів із максимальними температурами», величина якого впродовж останніх років зросла майже вдвічі. Це важливий показник, тому що він більше впливає на рівень урожайності будь-якої агрокультури, ніж короткочасне підвищення температури хоча б і до дуже високого рівня. Указані температурні показники стосуються загальної характеристики кліматичних умов певної зони, але кожна сільськогосподарська культура має власні визначені вимоги до температури повітря.

Соняшникова рослина під час проходження будь-якої фази розвитку відчуває вплив температурних умов, які можуть бути на рівні біологічного мінімуму, оптимуму або біологічного максимуму. Оптимальні температури сприяють найбільшій реалізації потенціалу продуктивності; вищі за оптимальні — називають підвищеними. Для різних культур і навіть генотипів однієї культури підвищені температури різняться. В контексті цієї статті підвищення температури повітря понад оптимальний для росту й розвитку рослин рівень і пов’язані з цим негативні процеси — очевидний канал втрат господарської частини врожаю соняшнику.

Закономірності впливу

У минулому сторіччі шляхом дослі­джень сортів-популяцій соняшнику було встановлено, що для росту й розвитку їх рослин у період від цвітіння до дозрівання оптимальною є середньодобова температура 22–25°С. За таких температур соняшник утворює найбільшу кількість насінин та їхню масу, оптимальну площу листя, максимальний урожай. В умовах дослідного поля Інституту рослинництва ім. В. Я. Юр’єва НААН (східний кліматичний район лісостепової зони) проведено дослідження на сучасному гібридному матеріалі. Установлено, що підвищення середньої максимальної температури серпня понад 33°С не зменшило врожайність насіння. Значно суттєвіше вплинули на врожайність температурні умови червня та липня. Динаміку зміни врожайності, залежно від середньої максимальної температури цих місяців вегетації соняшнику, ми прослідковували впродовж багатьох років досліджень, а узагальнені результати представлено на рисунку 1.

Багаторічні спостереження підтвердили, що тільки через підвищення середньої максимальної температури червня вище за 26°С, без урахування інших негативних чинників, урожайність соняшнику може знизитися на 5 ц/га, а за підвищення середньої максимальної температури липня понад 29°С — на 2 ц/га.

Для вирішення проблеми втрати врожаю під дією підвищених температур вироблено конструктивний підхід, а саме: уникнути негативного впливу температурного режиму шляхом конвеєрного добору гібридів різних груп стиглості, з неоднаковими термінами проходження різних фаз розвитку. Результати нашого дослідження продемонстрували, що зростання середньої максимальної добової температури червня на 2°С (від 26–27°С до 28–29°С) призвело до зниження врожайності гібридів різних груп стиглості по-різному. Найбільше знизили врожайність гібриди скоростиглої групи — на 9,7 ц/га. На них вплинули високі температури червня, які супроводжували формування генеративної сфери рослини. Це призвело до зменшення кількості функціональних квіток, життєздатності пилку, інших негативних наслідків. Майже несуттєво знизили врожайність гібриди середньоранньої групи — на 0,7 ц/га. Вони проходили відповідальні етапи закладання органів квітки пізніше, тому не потрапили під вплив підвищених температур. Умови дуже високих температур червня, які спостерігали 2019 року на дослідному полі Інституту рослинництва ім. В. Я. Юр’єва НААН, підтвердили таку тенденцію. В конкурсному випробуванні гібридів соняшнику безсумнівну перевагу мали гібриди середньоранньої групи, одним із найкращих був гібрид Златсон із врожайністю понад 4 т/га.

А ось температурні умови липня, коли відбувається цвітіння й початок наливу насіння, вплинули на врожайність гібридів різних груп стиглості іншим чином. Зростання середньої максимальної температури липня на 2°С (від 29–30°С до 31–32°С) призвело до зниження врожайності гібридів середньоранньої групи на 6 ц/га і майже не зачепило врожайність більш ранньостиглих, які встигли сформувати кошик і відквітувати до початку великої спеки.

Морфологічні особливості

Специфічні особливості будови соняшникової рослини (коріння, стебла, листків, кошика) вигідно вирізняють його від багатьох агрокультур за посухо- та жаростійкістю. Уникнути зневоднення соняшнику допомагають насамперед морфологічні особливості його рослини. За часи вирощування старих сортів, заввишки 2,5 м і більше, глибина проникнення їхньої кореневої системи в ґрунт досягала до 3–4 м, що давало їм змогу використовувати вологу з шарів, недоступних для багатьох інших сільськогосподарських культур. Такі сорти на формування біомаси використовували води майже вдвічі більше, ніж зернові культури.

Сучасні гібриди соняшнику набули інших властивостей. Селекційні компанії пропонують середньо- та низькорослі гібриди з відповідно меншою довжиною кореня, яким притаманна ознака посухостійкості. Для таких гібридів характерний інший шлях уникнення зневоднення. Мета досягається розумною витратою води порівняно меншим за розміром рослинним організмом зі зміненими особливостями фізіології та зниженим транспірацій­ним коефіцієнтом. Водночас рослина спрямовує потік поживних речовин не на підтримку її життя, а на формування високого врожаю.

Інший важливий орган рослини, що забезпечує її протидію негативному впливу підвищених температур, — листкова поверхня. Розмір листкової поверхні не має прямого зв’язку з урожайністю, але система «листок — продуктивність» упорядковується певними закономірностями.

У дослідженнях Інституту рослинництва ім. В. Я. Юр’єва НААН за посушливі умови впродовж періоду від схо­дів до цвітіння (що призвели до формування невеликої площі листкової поверхні) гібриди з максимальною площею мали й максимальну продуктивність однієї рослини (рис. 2). У роки, що характеризувалися вологими умовами, велика площа листкової поверхні рослин не сприяла формуванню високої насіннєвої продуктивності культури. Набагато важливіше в таких умовах здатність сім’янок «встигнути» переробити продукти асиміляції, що відтікають із листя.

У рік зі значною вологістю (з великою кількістю опадів у період вегетації соняшнику від фази «зірочки» до цві­тіння), з наростанням площі листкової поверхні інтенсивність закладання врожаю збільшувалася до певного рівня, а потім зменшувалася. Кращими за врожайністю виявилися гібриди з індексом площі листкової поверхні на рівні 2,5–3 га. Зростання цієї величини призводило до збільшення конкурентних взаємовідносин між рослинами, як результат — до зменшення врожайності.

Якісний пилок

Найвищих значень температура повітря в будь-якій зоні вирощування соняшнику в Україні досягає в липні — в період цвітіння та початку наливу соняшнику. За показником абсолютного максимуму температури повітря в усіх зонах вирощування соняшнику спостерігають наближення температури повітря до 40°С. Оптимальною для формування генеративних органів трубчастих квіток і пилку в них визначено температуру 21–25°С, яку зазвичай супроводжують добрі умови зволоження. Проростання пилку соняшнику та запліднення відбувається комфортно до 26–28°С, а за температури, що перевищує 30°С, пилок може загинути. Сприяють збереженню пилку різноманітні морфологічні пристосування соняшникової рослини. Зокрема, вдале розташування кошика (обернене донизу), яке дає змогу уникнути нагрівання квіточок. А якщо й це не допомогло — екстремально високі температури й сонячна інсоляція пері­оду цвітіння можуть призвести до значного зниження життєздатності пилку та його здатності до запилення. У такому разі треба обирати генотипи, що продукують велику кількість пилку. Бажаною ознакою є підвищена стійкість пилку та маточок до високих температур.

Сподівані переваги спекотних умов

Проте є свої переваги у посушливих та спекотних умовах. Особливу значущість набувають гібриди, які здатні не тільки забезпечити економічно виправданий рівень продуктивності, а й формувати продукцію з високою якістю олії, показники якої суттєво змінюються під впливом зовнішніх умов.

До показників якості соняшникової олії відносять насамперед її жирнокислотний склад, який лінійно корелює з температурою впродовж розвитку насіння. Відомо, що підвищена температура сприяє утворенню більш насичених кислот, зокрема олеїнової, а знижена — утворенню більш ненасичених кислот, зокрема лінолевої кислоти. Тому в умовах посухи та жари олія навіть звичайного гібрида лінолевого типу може значно підвищити свою якість, збільшити вміст олеїнової кислоти на 10% і більше. Більш наочно закономірності впливу температурного режиму на жирнокислотний склад олії соняшнику демонструє графік залежності вмісту олеїнової та лінолевої кислот від добових мінімальних температур t_min (зазвичай нічних) (рис. 3). Вище за 45% підвищується вміст цінної олеїнової кислоти, коли нічні температури зростають до 19°С.

Така залежність, з одного боку, призводить до підвищення якості олії в умовах високих температур повітря. А з другого — може спричинити суттєве зниження вмісту цінної олеїнової кислоти в протилежних температурних умовах. Сучасні селекційні розробки забезпечують надвисокий уміст олеїнової кислоти незалежно від температурного режиму вегетаційного періоду. (Наприклад, гібрид преміум-класу Кадет, вміст олеїнової кислоти в олії якого не зменшується нижче за 82% за будь-яких погодних умов).

Завдяки технології

Перехід на безпечні й точні технології в нестабільних погодних умовах означає не лише застосування більшої кількості добрив, пестицидів і сучасної техніки. Сама культура соняшнику має змінитися та продемонструвати свої невичерпні можливості.

Строки сівби соняшнику — можливій спосіб уникнення водного та температурного стресу під час проростання, цві­тіння рослин та наливу насіння. На півдні Іспанії соняшник сіють пізно восени або навіть взимку та отримують хороші результати з урожайності внаслідок ефективного використання рослинами вологи. Застосування адаптованих до ран­ніх строків сівби генотипів набуває особливої актуальності в разі виробництва соняшнику в умовах без зрошення та в окремих районах Франції, Італії.

Та й у нашій країні частішають украй посушливі умови сівби та вегетації соняшнику. Через це особливої значущості набувають гібриди, здатні максимально використовувати ґрунтові запаси вологи та витримувати погодні труднощі ранніх строків сівби (холод, активація збудників хвороб) завдяки високій пластичності за комплексом ознак. Наприклад, високу пластичність до раннього строку сівби продемонстрував гібрид Златсон. У двофакторному досліді Інституту рослинництва ім. В. Я. Юр’єва НААН (основне внесення добрив — три строки висіву) за раннього строку сівби в удобреному варіанті (N30P30K30) він забезпечив прибавку врожайності 0,88 т/га.

За сучасною агрокліматичною зональністю кліматичні умови України сприятливі для вирощування соняшнику й дають змогу отримувати високі стабільні врожаї. Але врахування пристосованості гібридів до стресових умов упродовж вегетації допоможе повніше реалізувати продуктивний потенціал цінної олійної культури.

К. Макляк, д-р с.-г. наук,

Інститут рослинництва ім. В. Я. Юр’єва НААН

Журнал «Пропозиція», №3, 2020 р.