НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ГАРМАШОВ Володимир Вікторович

УДК 633.11:632.97:631.86

АДАПТИВНІСТЬ СОРТІВ ОЗИМОЇ ПШЕНИЦІ

Й ЕКОЛОГО-БІОЛОГІЧНІ ОСНОВИ РЕГУЛЯЦІЇ ЇХНЬОЇ

ПРОДУКТИВНОСТІ В ПІВДЕННОМУ СТЕПУ УКРАЇНИ

06.01.09 – рослинництво

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора сільськогосподарських наук

Київ 2002

Дисертацією є рукопис

Робота виконана на Одеській державній сільськогосподарській дослідній
станції, в інженерно-технологічному інституті “Біотехніка” УААН та Інституті

землеробства УААН

Науковий консультант: | доктор біологічних арських наук,

професор, академік УААН

Патика Володимир Пилипович,

Інститут агроекології i бiотехнології УААН,

директор

Офіційні опоненти: | доктор сільськогосподарських наук,

професор, академік УААН,

Круть Володимир Маркіянович,

Українська академія аграрних наук, радник президії

доктор сільськогосподарських наук, професор,

академік АН ВШ України

Жемела Григорій Пимонович,

Полтавська державна аграрна академія, завідувач

кафедри селекції, насінництва та генетики

доктор сільськогосподарських наук, професор

Терещенко Юрій Федорович,

Уманська державна аграрна академія

професор кафедри рослинництва і кормовиробництва

Провідна установа: | Харківський національний аграрний університет, кафедра рослинництва, Міністерство аграрної політики, м. Харків

Захист відбудеться “24” січня 2003 року о 10 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.004.10 в Національному аграрному університеті за адресою: 03041, м. Київ-41, вул. Героїв оборони, 15, НАУ, навчальний корпус 3, ауд. .

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного аграрного університету за адресою: 03041, м. Київ, вул. Героїв оборони, 13, навчальний корпус 4, к. 41.

Автореферат розісланий “ 14” грудня 2002 року

Вчений секретар

спеціалізованої ради Косолап М.П. 

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Збільшення виробництва зерна основної продовольчої культури – озимої пшениці в Україні традиційно вважається ключовим завданням. В нинішніх економічних умовах вирішення цієї проблеми стримується через дефіцит матеріально-технічних ресурсів, недостатнє використання генетичного потенціалу сортів, необхідністю оптимізації технології вирощування цієї культури, яка б враховувала біологічні особливості сорту. Одним із заходів усунення ресурсного дефіциту є біологізація технології вирощування. Такий підхід передбачає заміну мінеральних добрив і хімічних фунгіцидів препаратами, створеними на основі азотфіксуючих і фосфатмобілізуючих бактерій, а також використання біологічних фунгіцидів. Однак ряд властивостей біологічних препаратів поки що не вивчені, а тому результати досліджень реакції сортів на них і розробка прийомів їх ефективного використання мають важливе наукове і практичне значення.

Зв'язок роботи з науковими програмами. Експериментальні та теоретичні дослідження проведені відповідно з планами наукових робіт Одеської державної сільськогосподарської дослідної станції та інженерно-технологічного інституту „Біотехніка”, передбачених Державними комплексними науково-технічними програмами, а саме: „Зерно” (завдання 01.05, № д. р. 01870042489), цільовими НТП “Продовольство” (№ д. р. UA01009637P, UA01009547P, UA01009565P); НТП “Зернові й олійні культури” (№ д. р. 0195U002178, 197U019469-71), “Технології біологізації сільськогосподарських культур” (№ д. р. 097U009967).

Мета і завдання досліджень. Мета досліджень полягала в розробці наукових основ біологізації технології вирощування озимої пшениці в зоні південного Степу України на основі застосування принципів адаптивного рослинництва. Для досягнення цієї мети було необхідно: –

дослідити вплив протруювання насіння озимої пшениці байтаном та біологічними протруювачами і препаратів азотфіксуючих та фосфатмобілізуючих бактерій на польову схожість насіння, а також вивчити особливості росту і розвитку рослин різних типів сортів озимої пшениці, формування їх продукційного та адаптивного потенціалу: специфіку перезимівлі, проходження етапів органогенезу, особливості накопичення вегетативної маси і перерозподілу асимілянтів у зерні, стійкість до хвороб, закономірності водного і мікробіологічного режиму ґрунту і водоспоживання озимої пшениці залежно від попередників і рівня мінерального живлення;–

вивчити реакцію сортів пшениці на умови її вирощування з використанням біологічних засобів стимуляції агроценозу, на основі чого розробити математичні моделі продуктивності та оптимізувати елементи зональної технології озимої пшениці;–

розкрити генотипові закономірності формування білковості зерна залежно від умов вирощування, виявити характер кореляції між урожайністю і вмістом білка в зерні, на основі чого розробити науково обґрунтовані способи поліпшення якості зерна за рахунок використання агротехнічних і біологічних факторів.

Об'єкт досліджень: процес біологізації виробництва зерна озимої пшениці на півдні Степу України: біологічні й агроекологічні чинники; онтогенетичні процеси формування і реалізації потенціалу продуктивності і якісних показників продукції залежно від агроекологічних факторів.

Предмет досліджень: сорти озимої м'якої і твердої пшениці, технології їх вирощування.

Методи досліджень: 1) польовий і вегетаційний – вивчення взаємодії об'єкта досліджень з біотичними й абіотичними факторами; 2) лабораторні: а) хімічні – визначення хімічного складу рослин і зерна; б) морфофізіологичний - визначення біометричних параметрів рослин, розвитку конуса наростання по етапах органогенезу; в) мікробіологічні: оцінка мікробіоти ґрунтів і взаємодії мікроорганізмів, 3) математичні: дисперсійний, регресійний, коваріаційний, кореляційний аналізи, визначення вірогідностей, кластерний - для оцінки взаємодії досліджуваних показників; 4) розрахунково-порівняльний - для оцінки економічної і енергетичної ефективності технологій вирощування.

Наукова новизна досліджень полягає у:–

визначенні оптимізації процесу функціонування агроценозу за рахунок стимуляції препаратами асоціативних азотфіксуючих і фосфатмобілізуючих бактерій, а також мікробіологічними препаратами, які мають фунгіцидні властивості, що обмежує застосування техногенних засобів; –

виявленні впливу факторів навколишнього середовища, хімічних засобів стимуляції агроценозу і їхніх біологічних аналогів на динаміку формування адаптивного потенціалу сортів, включаючи польову схожість насіння, зимо- і морозостійкість рослин, генотипну специфіку постфлорального фотосинтезу, особливості перерозподілу і надходження азоту в зерно залежно від умов вирощування; –

обґрунтуванні сутності і генетичній природі формування продукційного потенціалу на основі морфофізіологічного аналізу, визначенні впливу азотфіксаторів на потенційну продуктивність напівкарликових і середньорослих сортів; –

визначенні впливу загальноприйнятих агротехнічних заходів та елементів біологічної технології на формування продуктивності озимої пшениці залежно від агрометеорологічних і біологічних факторів, включаючи динаміку водного та мікробіологічного режимів ґрунту і фітосанітарного стану посівів;–

виявленні нових аспектів формування урожайності та якості зерна різних сортів пшениці при застосуванні штамів і препаратів азотфіксуючих і фосфатмобілізуючих бактерій та біологічних препаратів для захисту рослин від хвороб у порівнянні з дією їх хімічних аналогів як за роздільного, так і за комплексного застосування, на основі чого встановлено ряд нових, теоретичних і практичних положень і обґрунтовано доцільність переходу до технології вирощування озимої пшениці з елементами біологізації (далі – біологічна технологія) з урахуванням сортових особливостей.

Практичне значення одержаних результатів. Виробництву запропоновано нову ресурсозберігаючу, біологічну технологію та окремі агротехнічні заходи вирощування озимої пшениці з урахуванням біологічних особливостей різних типів сортів озимої пшениці в умовах південного Степу України.

Результати вивчення біологічних особливостей різних сортів озимої пшениці доцільно використовувати в селекційному процесі.

Основні результати досліджень використані для розробки: науково обґрунтованої системи землеробства в Одеській області (1985, 1988), агрономічного зошита по інтенсивної технології вирощування зернових і зернобобових культур в Одеській області (1985), зональних рекомендацій щодо технології вирощування озимої пшениці, догляду за посівами і збирання урожаю пшениці (Дніпропетровськ, 1985, 1986, 1987, 1988, Одеса, 1989, 1993, 1994, 2000), технології вирощування твердої озимої пшениці в Одеській області (1992), методичних рекомендацій щодо особливостей ведення землеробства в посушливих умовах (Київ, 1993), та використання асоціативних азотфіксуючих бактерій при вирощувані озимої пшениці (Одеса, 1992), а також рекомендацій для ефективного застосування біопрепаратів азотфіксуючих і фосфатмобілізуючих бактерій у сучасному ресурсозберігаючому землеробстві (Київ, 1997), технології вирощування озимої пшениці з елементами біологізації в степовій зоні України (Одеса, 1997, 2000, 2002). Результати досліджень включені в програму “Зерно Одещини 2003-2004 рр.” і були використані в господарствах південного Степу України у 2001-2002 рр. при вирощуванні озимої пшениці на площі понад 100 тис. га.

Особистий внесок здобувача. Дослідження у дисертаційній роботі виконані особисто автором у польових і лабораторних дослідах. Вони проведені на Одеській державній сільськогосподарській дослідній станції та в інженерно-технологічному інституті “Біотехніка” УААН протягом 1981-2001 рр. Автору належить понад 70% матеріалів, включаючи визначення проблеми і напряму досліджень, розробку програми та методики проведення польових і лабораторних дослідів, їх виконання, аналіз експериментальних даних, основні наукові положення і висновки, рекомендації виробництву.

У виконанні експериментальних робіт також брали участь науковці Одеської державної сільськогосподарської дослідної станції В. Г. Бурячковський, В. М. Пилипенко, аспірант Ю. І. Старчевський, лаборанти, котрі є співавторами опублікованих робіт і яким автор висловлює глибоку подяку.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертації доповідались на Всесоюзній нараді “Актуальні проблеми підвищення ефективності використання зрошуваних земель” (Москва, 1986), Всеукраїнській науково-виробничій нараді "Науково обґрунтована система добрив у польових сівозмінах" (Одеса, 1992), Міжнародній конференції "Україна у світових, продовольчих і кормових ресурсах і економічних відносинах" (Вінниця, 1995), Міжнародній науковій конференції, присвяченій 100-річчю від часу заснування Одеської державної сільськогосподарської дослідної станції (Одеса, 1996), Міжнародній науковій конференції “Використання можливостей біологічної азотфіксації в сучасному ресурсозберігаючому землеробстві” (Ялта, 1997), Міжнародній науково-практичній конференції “Нетрадиційне рослинництво, екологія і здоров'я” (Алушта, 1998), Міжнародному симпозіумі (Одеса, 1999), науково-виробничій конференції "Оптимізація структури агроландшафтів і раціональне використання ґрунтових ресурсів” (Київ, 2000), Міжнародній науково-практичній конференції “Захист рослин на межі ХХІ століття” (Мінськ, 2001), Міжнародних симпозіумах (Мінськ, 2002; Тернопіль, 2002, Одеса, 2002).

Публікації. За результатами досліджень опубліковано 75 наукових праць, у тому числі в наукових журналах та збірниках – 41, доповідях і тезах наукових конференцій – 14, рекомендаціях і брошурах – 20.

Обсяг і структура роботи. Дисертаційна робота викладена у 2-х книгах. Загальний обсяг першої книги становить 449 сторінок машинописного тексту. Вона містить 9 розділів, висновки і пропозиції виробництву, 99 таблиць і включає 35 рисунків. Список використаної літератури включає 530 найменувань, з них 71 – зарубіжних авторів. Загальний обсяг другої книги становить 299 сторінок, на яких розміщено 335 додатків.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЇ

Сучасний стан і перспективи виробництва зерна на півдні степової

зони України.

У розділі наведені результати ретроспективного аналізу культури озимої пшениці в зоні південного Степу України. Висвітлені основні фактори, що визначають сучасний рівень виробництва зерна цієї культури і перспективи його збільшення. Показано роль сорту в підвищенні продуктивності і стійкості озимої пшениці до несприятливих факторів зовнішнього середовища. Наведено відомості про наслідки інтенсифікації технологій для екології, показано альтернативні напрями їх подолання, на основі чого визначено ціль, мету і завдання досліджень.

Грунтово-кліматична характеристика південного Степу України, умови і методика проведення досліджень

Ґрунтовий покрив південного Степу України представлений чорноземами південними різної модифікації, темно-каштановими і каштановими ґрунтами в комплексі із солонцюватими ґрунтами та солонцями. Землекористування Одеської державної сільськогосподарської дослідної станції розташоване в зоні чорноземів південних, важкосуглинкових. В орному шарі вміст гумусу становить – 2,8-3,2%, легкогідролізуючого азоту - 4,4–4,8, рухомого фосфору - 10,5–12,3%, обмінного калію - 18,1–22,3 мг на 100 г ґрунту, що є типовим для південної степової зони.

Особливістю агрокліматичних умов зони південного Степу України є диспропорція між великою кількістю сонячної радіації і малою кількістю опадів, внаслідок чого багато вологи витрачається на транспірацію та випаровування з поверхні ґрунту. Сума опадів, як засвідчують багаторічні дані метеостанцій зони, коливається від

330 до 474 мм за рік. Посушливий характер клімату проявляється також і у нерівномірному розподілу опадів протягом року. Найбільш сухими є друга половина літа й осінь, що в більшості років не дає можливості отримати своєчасні сходи і забезпечити оптимальні умови для подальшого росту і розвитку рослин.

Зима м’яка, характеризується глибокими відлигами, під час яких нерідко починає відновлюватися вегетація озимих.

За роки досліджень (1981-2001 рр.) середньорічна температура повітря становила 9,92?C при середній багаторічній нормі 9,88?С, річна сума опадів – 418 мм при нормі 374, коливання її по роках – від 243 до 620 мм. За цей період було 9 років, коли сума опадів становила меншою і 10 – коли вона була більшою за норму.

У польових дослідах вивчали біологічні особливості різних типів сортів озимої пшениці, формування їхнього адаптивного потенціалу, продуктивність і якість зерна за реакцією на комплекс агротехнічних заходів, включаючи норми і строки внесення азотних добрив у різних умовах забезпеченості азотом, чутливість на синтетичні фунгіциди, реакцію сортів на штами і препарати асоціативних азотфіксуючих і фосфатмобілізуючих бактерій і біологічні фунгіциди. Кінцевою метою досліджень було удосконалення зональної технології вирощування озимої пшениці.

Одно-, дво- і трифакторні досліди проводили у чотириразовій повторності за загальноприйнятими методиками (В. Н. Перегудов, 1948; Б. А. Доспехов, 1973, 1987). Окремі варіанти дослідів мали тривалість до 15 років. Площа облікових ділянок коливалася від 25 до 100 м2.

Згідно із задачами дисертаційної роботи виконано такі дослідження:

- фенологічні спостереження, за “Методикою державного сортовипробування”;

- польову схожість насіння , зимостійкість , та виживаність рослин у весняно-літній період на площадках двох не суміжних повторювань (8 площадок по 0,25 м2), котрі були розміщені по діагоналі ділянки;

- глибина посіву насіння та залягання вузла кущіння за методикою В.П. Денисова, А.Е. Циммерман, Н.М. Шапиров;

- морозостійкість рослин визначалась проморожуванням їх пучках з послідуючим пересадженням рослин у ящики котрі розміщували у теплиці для відрощування (Е.І. Полтарев);

- оцінка морфоструктури рослин і їх потенційної продуктивності за методикою Ф.М. Куперман;

- визначення вологості ґрунту проводилося за допомогою бура Малькова термо - ваговим методом, розрахунок коефіцієнта водоспоживання рослин проводили за методикою С.А. Веріго, Л.А. Розумової. На основі цих даних і метеорологічних показників розраховували показник Бова;

- визначення біологічної активності ґрунту – по ступеню розкладу у ґрунті лляного полотна;

- стійкість до хвороб за методичними вказівками “Екологічно безпечна технологія захисту зернових колосових культур”;

- облік врожаю проводили методом прямого комбайнування комбайнами ''Sampo500'', "Sampo250'', "Hеgе ", ''Sidmeister";

- аналіз структури врожаю за методикою Майсуряна;

- визначення рівня реутилізації сухої речовини ті азоту за методикою А.С. Туліна;

- вміст у рослинах і зерні загального азоту визначали методом К’ельдаля, фракційний склад білка за методикою Ермакова;

- енергетичну та біоенергетичну ефективність технологій вирощування за “Методикой биоэнергетической оценки технологий производства продукции растениеводства” та “Методологічними і методичними рекомендаціями по енергетичному аналізу у сільському господарстві”;

математичний аналіз результатів польових, вегетаційних дослідів, та лабораторних досліджень виконували за допомогою статистичних методів (дисперсійного, регресійного, кореляційного, кластерного).

Особливості осіннього розвитку сортів озимої пшениці у зв'язку
з прийомами вирощування

Польова схожість насіння озимої пшениці і фактори, що зумовлюють її підвищення. На півдні України її польова схожість залежить головним чином від умов вологозабезпеченості ґрунту. У результаті кореляційно-регресійного аналізу взаємозв'язку між вологістю ґрунту і польовою схожістю залежно від попередника за 18-річній період спостережень отримане рівняння, яке характеризує цю залежність:

ПВ = 10,184W – 0,1349W2 + 1,593П – 0,03043W?П – 143,7 ,

де ПВ – польова схожість насіння озимої пшениці, %;

W – вологість ґрунту, %;

П – індекс попередника, %.

Як видно з рівняння і рис. А, зміни польової схожості в міру підвищення вологості ґрунту мають параболічний характер. Це засвідчує, що з підвищенням вологості ґрунту нівелюються відмінності в схожості насіння залежно від попередників. З цього випливає, що за сприятливих умов зволоження ґрунту сівбу доцільно розпочинати після непарових попередників, оскільки імовірність такого вологозабезпечення набагато менша, ніж в полі чорного пару.

На підставі результатів аналізу залежності польової схожості насіння від зростаючих доз азотних добрив та вологості ґрунту отримано рівняння регресії:

ПВ = 9,799W – 0,161W2 – 0,0735N – 0,00061N2 + 0,0071WЧN-66,77 ,

де ПВ – польова схожість насіння озимої пшениці, %;

W – вологість ґрунту, %;

N – доза внесення азоту, кг/га.

А Б

Рис.1. Польова схожість насіння озимої пшениці (А) по попередниках залежно від вмісту вологи в ґрунті (1982-1999 рр.) і (Б) доз азоту за різних умов зволоження (1982-1991 рр.)

Як видно з рівняння, за оптимальної вологості ґрунту і застосування високих норм азотних добрив (150–180 кг/га) істотного зниження польової схожості насіння не спостерігалося, тоді як від внесення оптимальних доз вона, навпаки, дещо збільшувалась. В міру підсихання ґрунту зменшувався ефект від помірних доз внесеного азоту і зростала токсична дія його високих норм. У цілому вплив добрив на схожість насіння мав не функціональне, а швидше модифікуюче значення щодо умов вологозабезпечення, тому і коефіцієнт варіації схожості залежно від доз азоту становив 7,7%, тоді як від вологості посівного шару – 27,3%.

Слід також відмітити, що польова схожість насіння напівкарликових сортів в умовах недостатньої вологості посівного шару ґрунту була меншою, ніж у середньорослих (табл.1).

Таблиця 1

Польова схожість насіння сортів озимої м'якої і твердої пшениці

залежно від вологості ґрунту (в середньому за 1981-1999 рр.)

Сорти | Вологість шару ґрунту 0-10 см, %

13 і менше | 14 - 16 | 17 - 19 | 20 - 22 | 23 - 25 | 26 - 28

по чорному пару

Середньорослі | 46 | 60 | 69 | 77 | 83 | 87

Напівкарликові | 38 | 54 | 65 | 76 | 84 | 88

Тверді | 33 | 48 | 60 | 72 | 81 | 85

Імовірність вологозапасів | 6 | 11 | 17 | 31 | 23 | 12

НІР05 | 5,4 | 5,1 | 3,9 | 4,8 | 5,0 | 4,7

після озимої пшениці

Середньорослі | 32 | 46 | 57 | 66 | 72 | 76

Напівкарликові | 22 | 40 | 52 | 62 | 72 | 75

Тверді | 16 | 37 | 50 | 60 | 71 | 74

Імовірність вологозапасів | 17 | 20 | 25 | 19 | 14 | 5

НІР05 | 5,7 | 4,4 | 3,8 | 3,6 | 3,8 | 3,8

За вищої вологості ґрунту різниця була несуттєвою. Ще більш контрастно це проявилося на сортах твердої пшениці. Проте, коли вологість ґрунту при сівбі пшениці по чорному пару становила 20% і вище, то різниця в схожості насіння напівкарликових сортів як твердої, так і м'якої пшениці нівелювалася.

Інокуляція насіння асоціативними азотфіксуючими бактеріями на польову схожість не вплинула, а від використання флавобактерину навіть збільшилась.

Депресуюча дія байтану на схожість насіння зростала в міру збільшення глибини загортання насіння. Байтан пригнічував проліферацію на ранніх етапах розвитку рослин. При обробки насіння біологічними фунгіцидами (ризоплан, БСП, триходермін) спостерігається тенденція до підвищення його схожості з деяким скороченням періоду сівба – сходи. Сумісна інокуляція насіння біологічними фунгіцидами й азотфіксаторами стимулювала схожість насіння.

Формування зимостійкості озимої пшениці. Результати досліджень, проведених у 1982–1999 рр., показали, що вплив сорту у загальну варіацію осіннього кущіння достовірний і становив 8,6% загальної дисперсії. У напівкарликових сортів твердої пшениці на відміну від м’якої, особливо середньорослих сортів, кущистість найнижча. В міру скорочення тривалості осінньої вегетації розходження між сортами за цими показниками нівелювалося.

За даними багаторічних досліджень, доля впливу азотного живлення на кущистість становила 15,6% загальної дисперсії. Збільшення тривалості осінньої вегетації пшениці, посіяної після стерньового попередника, дещо стимулювало кущіння, як і вплив на цей процес помірних і підвищених доз азоту. При розміщенні пшениці по пару підвищення дози азоту з 60 до 120 кг/га не вплинуло на кущіння рослин, незалежно від тривалості осіннього періоду. Від азотфіксаторів кущистість у середньому по трьох сортах збільшилася на 6,5, а після стерньового попередника – на 14,4%.

Обробка насіння байтаном пригнічувала процес кущіння на 10,7-33,3%, який усугублявся з погіршенням умов вологозабезпечення. Бактеризація насіння ризопланом дещо збільшувала кущистість.

Щодо впливу на утворення вторинних коренів препарати азотфіксуючих бактерій істотно не відрізнялися між собою, але тенденція до поліпшення корнеутворення спостерігалася від бактеризації насіння флавобактерином. У середньому по трьох сортах і трьох азотфіксаторах кількість вузлових коренів на одну рослину на фосфорно-калійному фоні становила при висіванні по пару 3,7, після стерньового попередника – 2,6. Внесення 60 кг азоту зумовлювало її збільшення майже на третину, а 120 кг – у півтора рази.

Коренезабезпечення рослин озимої пшениці після обох попередників досягало максимальної величини за більш тривалого періоду осінньої вегетації і внесення 60 кг/га азоту. В умовах відносно короткого ії періоду коренезабезпечення істотно зменшувалось.

Прийоми підвищення зимостійкості сортів озимої пшениці

на півдні України

Питанням формування зимостійкості рослин озимої пшениці на півдні України присвячено четвертий розділ дисертаційної роботи. В умовах виробництва, а також у селекційному процесі необхідні критерії відповідності габітусу рослин їх зимостійкості. При вивченні зв'язку зимостійкості сортів пшениці з їх кущистістю і масою рослин від характеру зимових сезонів (м'яка зима, звичайна і холодна ) за 19 - річний період встановлено ряд закономірностей, які свідчать про те, що у середньорослих сортів високий рівень зимостійкості формується у досить широкому спектрі кущистості (3,5–6,5) і маси 100 рослин (40-80 г). Для напівкарликових сортів м'якої пшениці зона оптимуму кущіння звужується до 3,5–5,5 паростків і маси 100 рослин до 40–70 г. Максимальний рівень зимостійкості сортів твердої пшениці відповідав показнику кущистості 3,4–3,9 і масі 100 рослин – 35–55 г. За умов суворої зими оптимальні параметри дещо звужуються, одночасно збільшується і кількість загиблих рослин, особливо напівкарликових сортів м’якої і твердої пшениці (рис. ).

Вивчаючи зимостійкість рослин встановлено, що доля впливу погодних умов осіннього періоду в перезимівлі посівів складає 8,6–10,7%. Найвищий рівень зимостійкості відмічався тоді, коли пшеницю сіяли в період з 16 до 27 вересня.

За помірного азотного (N60) живлення зимостійкість була вищою, особливо за скороченої тривалості осінньої вегетації; а за високого рівня азотного (N120) живлення , навпаки, знижувалась.

Вплив препаратів азотфіксуючих і фосфатмобілізуючих бактерій на перезимівлю еквівалентний дії 60 кг/га д.р. азотних і фосфорних добрив.

При бактеризації насіння біологічними протруювачами кількість рослин, що перезимували, була такою ж, як і при протруюванні байтаном. При сумісному використанні біопрепаратів перезимівля рослин була адекватною застосуванню комплексу загальноприйнятих агроприйомів.

Встановлена залежність рівня зимостійкості і також від сорту пшениці. Так, морозостійкість сорту Одеська 117 була на ,3–21,7% вищою, ніж сорту Обрій, і на 21,6–31,7% вищою, ніж у Корала одеського. Внесення 60 кг/га азоту сприяло підвищенню морозостійкості пшениці, посіяної по пару та після озимої пшениці до 9%. За подвоєної дози азоту у сортів м'якої пшениці, посіяної по пару, вона була на рівні контрольного варіанту, у пшениці середньорослого сорту, посіяноїпісля озимої пшениці, зимостійкість дещо збільшувалась, у напівкарликового сорту – не змінювалась, у твердої пшениці вона знизилася до 11%. Інокуляція ризоагрином дещо збільшувала зимостійкість.

В осінній період за сприятливих умов зволоження, тривалої і теплої осені на формування конуса наростання впливали як попередники, так і мінеральні добрива та азотфіксатори, які збільшували конус наростання на 7–9%. За посушливих умов впливу цих чинників не спостерігалося. За період зимівлі у варіантах із азотфіксаторами процеси диференціації конуса наростання протікали більш інтенсивно.

Рис. 2. Перезимівля сортів озимої пшениці в залежності від кущистості та умов зимівлі

Ріст і розвиток рослин у весняно-літній період

Біологічний контроль за станом рослин озимої пшениці. Навесні у напівкарликових сортів озимої м'якої і твердої пшениці (Обрій та Корал одеський) формувалася більш висока потенційна продуктивність колоса. На IV-V етапах органогенезу в них закладалася більша кількість колосків і квіток. Процес біологічної азотфіксації на фоні азоту мінеральних добрив стимулював в основному утворення богатозерних колосків у колосі у напівкарликових сортів озимої м'якої і твердої пшениці. Ці сорти мали більш високий вміст у загальній масі три- і чотиризерних колосків. Тому вони реагували на процеси азотфіксації підвищенням продуктивності колоса, а середньорослі – збільшенням числа продуктивних пагонів. У напівкарликових сортів роль бічних пагонів в озерненості рослини змінювалася порівняно мало, що свідчить про синхронність їхнього розвитку. Вплив біопрепаратів азотфіксуючих бактерій на розвиток конуса наростання рослин, вирощених по чорному пару, був адекватним внесенню 60 кг/га азоту. У рослин, розміщених після стернового попередника, азотфіксація досягала максимуму за внесення 60 кг/га азоту і за таких умов відмінності в розвитку колоса у порівнянні з пшеницею, посіяною по чорному пару, були незначними.

Нагромадження і перерозподіл сухої речовини в період репродуктивного розвитку в сортів озимої пшениці. У фазі цвітіння в структурі біомаси напівкарликових сортів пшениці переважала частка листя та колоса за рахунок меншої маси соломини (на 4,4–10,6%). Покращення умов росту рослин сприяло розвитку фотосинтетичного апарату і збільшенню розмірів колоса, але при цьому стабільно знижувалася частка міжвузля. Переважаючий розвиток колоса у напівкарликових сортів зумовив і більший показник відношення маси колоса до маси листка, що створювало велике навантаження на асиміляційний апарат. Тому при вирощувані пшениці, посіяної по чорному пару в середньому 1982-1989 рр., у сорту Одеська півкарликова з вегетативної частини в зерно утилізувалося 37,5% сухої речовини, тоді як у середньорослого сорту – 29,3%, у посівах після стерньового попередника різниця склала відповідно 46,1 і 35,6%. Це пов'язано з тим, що даний сорт має краще озернення колоса і колоска, в розвитку зернівок якого відзначається асинхронність, що супроводжується тривалими фотосинтетичними процесами і більш ефективною реутилізацією. Озерненість колоска Одеської півкарликової, вирощеної по пару, становила 2,01, після озимої пшениці – 2,00 зерна, Одеської – відповідно 1,83 і 1,89.

Щоб з’ясувати, наскільки ступінь реутилізації сухої речовини, а також її доля у формуванні врожайності залежать від факторів навколишнього середовища, за період з 1982 по 1991 р. були проведені регресійні аналізи. Виявлено, що у середньорослого сорту м'якої пшениці підвищення температури повітря в репродуктивний період на 1°С блокує ростову функцію і показник реутилізації у формуванні урожайності зростає у пшениці, посіяної по чорному пару, на 21,1, після озимої пшениці - на 10,3%. Кожні 10 мм опадів підвищили ступінь реутилізації у Одеської 51, посіяної після стерньового попередника, на 14,1, у Корала одеського – на 14,0%, а значення реутилізації у врожаю зросло у середньорослого сорту на 9,7, у напівкарликового – на 3,6%. Аналогічний вплив мали й азотні добрива. Цей показник для обох сортів був нижчим на 0,85% на кожні 10 кг діючої речовини азоту добрив. У пшениці сорту Одеська 51, посіяної по пару, при, збільшенні гідротермічного коефіцієнта на 0,1 частка реутилізованих асимілянтів у формуванні урожайності збільшувалася на 5,4, у сорту Корал одеський – на 2,3%, при розміщенні пшениці після стерньового попередника ступень реутилізації сухої речовини з вегетативної маси у Одеської 51 зросла на 6,9 та у Корала одеського - на 7,4%. У твердої пшениці за збільшення періоду від цвітіння до кінця воскової стиглості лише на один день частка реутилізації зменшувалася на 5-6%.

Вологість ґрунту і водоспоживання озимої пшениці в залежності від умов вирощування. В зоні південного Степу умови вологозабезпеченості багато в чому обумовлюють розмір врожаю та його якість. В дослідах до початку весняної вегетації в метровому шарі ґрунту під озимою пшеницею, посіяної по чорному пару, як показали результати досліджень за 18 - річний період, в середньому накопичувалося 129,9 мм продуктивної вологи, після стерньового попередника – на 14,7 мм менше. У роки, коли за осінньо-зимовий період випадала значна кількість опадів (200 мм і більше) до відновлення весняної вегетації, водозапаси під озимою пшеницею після обох попередників вирівнювалися. В посушливі роки відчувалася у цьому відношенні перевага чорного пару і запаси вологи в ґрунті нівелювалися у фазі колосіння, а у фазу повної стиглості вологість ґрунту під пшеницею, посіяною по пару, була дещо меншою, ніж після стерньового попередника.

Встановлена залежність рівня споживання вологи рослинами озимої пшениці від удобреності ґрунту. Так, від внесення азотних добрив водоспоживання рослинами збільшувалось на 10-18%. У тривалу, теплу та вологу осінь вплив добрив на водоспоживання проявлявся вже при відновленні весняної вегетації; в умовах порівняно короткого періоду осінньої вегетації, особливо у поєднанні з недостатнім зволоженням, впливу добрив на вологість ґрунту не виявлено.

Під пшеницею сорту Одеська , порівняно з напівкарликовими сортами, запаси вологи в ґрунті, починаючи від відновлення вегетації до фази колосіння, були на 2,6–7,0% меншими. В період від фази колосіння до повної стиглості зерна під напівкарликовими сортами (Одеська напівкарликова і Корал одеський) волога витрачалася більш інтенсивно, і в фазі повної стиглості її запаси в метровому шарі ґрунту були на 7,3–24,0% меншими. Особливо ці відмінності зростали при вирощуванні озимої пшениці по паровому попереднику з внесенням азотних добрив.

Характер змін вологості ґрунту під впливом азотфіксаторів (ризоагрин) був близький до дії азоту мінеральних добрив. В основному це спостерігалося в нижніх шарах ґрунту, де відбувалося достовірне зниження вологості (по пару – на 14,8, по стерні – на 24,0%). В умовах дефіциту опадів вплив ризоагрину на вміст продуктивної вологи в ґрунті був на рівні контрольного варіанта.

У цілому азот (мінеральних добрив і біологічних) сприяв більш інтенсивному водоспоживанню. У більшій мірі це спостерігалося на посівах пшениці після стерньового попередника. Така ж закономірність відзначена й у використанні води на формування врожаю зерна. В посівах пшениці, розміщених по чорному пару, від внесення 60 кг/га азоту коефіцієнти водоспоживання були на такому ж рівні, як і під впливом інокуляції насіння ризоагрином. Коли висівали пшениці після стерньового попередника вплив препарату азотфіксуючих бактерій був трохи нижчим, ніж вплив мінеральних азотних добрив, але більшим, ніж на контролі.

Біологічна активність ґрунту. Ефективним заходом регулювання біологічної активності ґрунту є застосування препаратів азотфіксуючих бактерій. При бактеризації насіння ризоагрином дещо інтенсивніше розкладалася льняна тканина (на 0,4–0,7%) в осінній період, у весняно-літній цей процес був інтенсивнішим від інокуляції насіння флавобактерином.

Протруєння насіння байтаном пригнічувало розвиток ґрунтової мікрофлори. Це проявлялося як у зменшенні інтенсивності розкладу льняної тканини, так і загальної кількості мікроорганізмів. В той же час протруєння насіння байтаном стимулювало розвиток грибної мікрофлори (на 58,8%), а при інокуляції ризопланом і БСП льняна тканина розкладалася активніше (на 8,0–30,7%), збільшувалася загальна кількість мікроорганізмів, а чисельність актиноміцетів зростала майже удвічі.

В осінній період завдяки кращим умовам вологозабезпечення мікробіологічні процеси активніше відбувалися у посівах пшениці по чорному пару, тоді як у весняно-літній період – після стерньового попередника внаслідок більшої забезпеченості енергетичним матеріалом (рослинні залишки, рештки від попередньої культури). При збільшенні доз азоту встановлено параболічний тип зниження темпів розкладання льняної тканини в посівах пшениці по чорному пару. За після стерньового попередника помірне азотне живлення (N60) стимулювало мікробіологічні процеси на 11,1%, тоді як від внесення підвищених доз азоту (N120) швидкість розкладання льняної тканини зменшувалась на 25,8%.

Фітосанітарний стан посівів. Вплив байтану і мікробіологічних фунгіцидів на розвиток і поширення хвороб у більшості випадків був незначним. Відмінність між ризопланом і триходерміном була несуттєва.

Поширення і розвиток грибів борошнистої роси у посівах озимої пшениці здебільшого пов'язані з умовами вологозабезпечення. В роки з великою кількістю опадів, особливо навесні, ураженість фузаріозом і борошнистою росою пшениці, посіяної по чорному пару, була в 3–7 разів більшою, ніж за умов дефіциту опадів. В ці ж роки значно більшим був і позитивний вплив біопрепаратів.

Обприскування посівів фунгіцидами обмежувало розвиток кореневих гнилей. Біологічна ефективність фунгіцидів у посівах пшениці по чорному пару становила 14,6–16,6%, після стерньового попередника – 11,6–17,8%; у відношенні фузаріозної гнилі була в 4,3 і 3,4 рази меншою. Це зумовлено тим, що інфікування рослин зазначеними грибами розпочинається з перших етапів органогенезу, тоді як борошниста роса починає розвиватися і поширюватися значно пізніше. Тому у боротьбі з фузаріозною інфекцією більш ефективне протруєння насіння, а з борошнистою росою – обприскування в період вегетації. Щодо дії фунгіцидів, то байлетон відрізняється деякою перевагою, в окремих випадках тілт і фундазол не поступаються йому.

Виявлена також більш висока стійкість твердої пшениці до борошнистої роси, поширення і розвиток якої були набагато меншими.

Різниці в поширенні і розвитку хвороб залежно від застосування біологічної технології вирощування пшениці і загальноприйнятої не встановлено. Ураженість борошнистою росою і септоріозом озимої пшениці, посіяної після кукурудзи на силос за загальноприйнятої технології була дещо меншою ніж при використанні біологічної технології.

Прийоми підвищення врожайності сортів озимої пшениці

на півдні України

Порівняльна оцінка продуктивності сортів Як показав регресійний аналіз результатів п'ятнадцятирічних досліджень різні типи сортів по-різному реагують на агротехнічні фактори, погодні умови, що дало підставу розділити їх на декілька груп за рівнем продуктивності і реагування на ці фактори (рис. ). Так, виявлена група суперінтенсивних сортів – Лан, Пересвіт, Бригантина, які характеризуються найбільшою врожайністю і чутливістю до умов вирощування. Перевага цих сортів була особливо відчутною за несприятливих умов. Група інтенсивних сортів, таких як Альбатрос одеський, Обрій та Одеська напівкарликова, також відзначались високою продуктивністю, але вони менше реагували на умови вирощування.

Сортам суперінтенсивної групи (Лан, Пересвіт, Бригантина) з більш високим рівнем урожайності відповідала більш висока чутливість до азотних добрив. Максимальну врожайність пшениці сорту Лан, посіяної по чорному пару, яка становить 7,24 т/га, отримано за внесення 80–90 кг/га д. р. азоту, тоді як урожайність інтенсивного сорту Обрій за тих же умов була майже на 25% меншою.

Рис. . Врожайність сортів озимої пшениці залежно від умов вирощування

Найбільшою врожайність цього сорту була за внесення 70–80 кг/га азоту, а окупність 1 кг азоту склала 6,3 кг зерна. У стандартного сорта Одеська вища продуктивність формувалася при внесенні 60–70 кг/га д. в. азотних добрив, окупність 1 кг азоту становила 4,3 кг зерна. Сорт Парус за врожайності, меншій на 0,94 т/га (24,9%) ніж у сорту Корал Одеський, характеризувався кращою чутливістю на азотні добрива.

Сорти твердої пшениці – Корал одеський і Парус – суттєво різнилися між собою за характером реакції на умови вирощування. Парус характеризувався дещо нижчою, але більш стабільною врожайністю. Реакція на поліпшення умов вирощування цього сорту була найнижчою і подібною до реакції Одеської . Разом з тим у сорту Парус була слабо виражена реакція на погіршення умов вирощування і за несприятливих умов урожайність Паруса була на 0,6 т/га вищою, ніж сорту Корал одеський. За оптимізації умов вирощування урожайність Корала одеського досягла значення стандартних сортів м’якої пшениці (Одеська , Одеська 117).

Чутливість сортів озимої пшениці на азотні добрива Залежність врожайності озимої пшениці, посіяної по чорному пару від норм азоту має вигляд параболічної кривої тоді, як у пшениці, розміщеної після стерньового попередника , вона має лінійний характер (рис. ).

Рис. . Урожайність сортів озимої пшениці залежно від доз азоту при розміщені їх по чорному пару і після стерньового попередника : 1 – Лан, 2 – Обрій, 3 – Одеська , 4 – Корал одеський, 5 – Парус

Реакція сортів озимої пшениці на строки внесення азотних добрив. Результати багаторічних досліджень показали, що в посушливих умовах півдня України використовувати частину азотних добрив, призначених для основного внесення під сорти м'якої пшениці, для весняного підживлення недоцільно (табл. ). Лише за недостатнього внесення азотних добрив восени потрібно їх додатково вносити навесні. Під сорти твердої пшениці, в зв’язку з їх меншою зимостійкістю, високі дози азотних добрив (120 кг/га д. р. і більше) необхідно вносити у два прийоми, переносячи половину дози для весняного підживлення. При збільшенні дози азоту понад 60 кг/га урожайність пшениці, розміщеної по чорному пару, не підвищувалась.

Встановлено, що позакореневе підживлення на врожайність озимої пшениці практично не впливає. Лише у випадку, коли азотні добрива не вносили до сівби або використовували в малих дозах, цей прийом сприяє деякому збільшенню врожайності.

Таблиця 2

Вплив доз і строків внесення азотних добрив на врожайність

сортів озимої пшениці (в середньому за 1986-1989 рр.), т/га

Добрива | Попередники 

чорний пар   | озима пшениця 

Одеська 51 | Обрій | Корал одеський | Одеська 51 | Обрій | Корал одеський

P60K60 | 5,19 | 5,83 | 5,00 | 3,09 | 2,81 | 2,38

N60P60K60 | 5,42 | 6,03 | 5,20 | 3,62 | 3,47 | 2,86

N120P60K60 | 5,19 | 5,77 | 4,90 | 3,92 | 3,83 | 2,91

N60P60K60+N`60 | 5,22 | 5,8 | 5,14 | 3,92 | 3,76 | 3,14

N60P60K60+N``60 | 5,35 | 5,87 | 5,05 | 3,98 | 3,84 | 3,15

N60Р60К60+N```60 | 5,36 | 5,87 | 5,10 | 4,02 | 3,87 | 3,01

НІР05 | 0,274 – 0,542 | 0,220-0,311

N` – по мерзлоталому ґрунту, N`` – у фізичну спілість ґрунту, N``` – перед фазою виходу в трубку.

Ефективність препаратів і штамів мікробіологічних добрив і фунгіцидів. Врожайність озимої пшениці, посіяної по чорному пару, під впливом асоціативних азотфіксуючих бактерій, достовірно збільшувалась (табл. 3). На фосфорно-калійному фоні в середньому по всіх штамах збільшення врожайності становило 0,29 т/га, а за додаткового внесення N60 і N120 – 0,15 і 0,13 т/га (НІР05= 0,055 т/га). Сорт Одеська краще реагував на азотфіксатори: в середньому за три роки врожайність збільшувалась на 0,27 т/га, а озимої твердої пшениці – на 0,11 т/га (НІР05= 0,096 т/га).

Таблиця 3

Вплив препаратів асоціативних азотфіксуючих бактерій на врожайність сортів озимої пшениці, посіяної по чорному пару і після стерньового

попередника, т/га (в середньому за 1989-1992 рр.)

Добрива (А) | Препарати (Б)