Основи технологій високої продуктивності пшениці озимої

Вирощування високих і сталих урожаїв, отримання якісного зерна, є основою рентабельного зерновиробництва України (Стаття Швартау В.В., Михальської Л.М. для журнала “Агроіндустрія”, вересень 2019 р.).

Основними складовими отримання високих та якісних урожаїв є створення та впровадження:

–       високопродуктивних сортів пшениці;

–       відповідних до потреб сорту рівнів живлення, а також захисту від шкідників, хвороб, бур’янів та вилягання.

Сьогодні, у зв’язку зі зростанням цін на добрива та енергоресурси, головною проблемою у впровадженні систем живлення високоврожайних сортів зернових є підвищення ефективності використання елементів живлення, насамперед азоту. Головними напрямами вирішення цієї проблеми є:

·      поділ загальної дози елемента на декілька внесень протягом вегетації відповідно до доступної вологи;

·      локальне внесення добрив (насамперед ефективне для сортів пшениці інтенсивного типу, які добре реагують на локальне зростання осмотичного тиску та підвищені дози добрив);

·      позакореневе багаторазове підживлення водорозчинними формами елементів живлення.

Система живлення високопродуктивних сортів озимої пшениці складається з багатьох етапів, значна кількість яких інтегрована у системи захисту посівів. Дози добрив визначають згідно із запланованою врожайністю та ґрунтовими умовами й погодними особливостями вегетаційного сезону. У технологіях вирощування високопродуктивних сортів вартість мінеральних добрив уже зрівнялася або перевищує вартість енерговитрат. Тому для підвищення віддачі від мінеральних добрив поряд із ретельним збалансуванням систем живлення за елементами необхідно вносити органічні добрива і особливу увагу приділяти вирощуванню та заробці сидератів – бобових та хрестоцвітих культур, соломи та інших рослинних решток. Дози добрив повинні визначатися згідно із запланованою врожайністю та ґрунтовими умовами і погодними особливостями вегетаційного сезону.

Загалом система живлення високопродуктивних сортів озимої пшениці складається із багатьох етапів, значна кількість яких інтегрована у системи захисту посівів. Останні також є важливою складовою отримання високих урожаїв зернових культур, особливо пшениці, оскільки бур’яни, шкідники та хвороби за їх надмірного розвитку призводять до значних втрат врожайності.

Насамперед, необхідно зазначити, що оптимальна для вирощування пшениці величина рН ґрунту знаходиться в інтервалі 6,0-7,5 для водної витяжки, або 5,8-7,0 – для сольової. Відхилення від нейтральної величини рівня рН різко знижує ефективність використання фосфору, й, відповідно – азоту та інших елементів рослинами культури. У разі потреби хімічну меліорацію ґрунту проводять під попередні культури, за 1-3 роки до розміщення на цьому полі озимої пшениці. За нестачі меліорантів доцільне внесення попелу та добрив з високим вмістом кальцію і магнію.

Ключем для отримання високих врожаїв є підготовка ґрунту та основне внесення добрив восени. Фосфорно-калійні добрива (P2O5 60-120 та K2O 60-120, за діючою речовиною; доза уточнюється за даними агрохімічного аналізу ґрунту залежно від запланованого урожаю) у формі сульфоамофосу, діамофосок, азофосок, нітроамофосок, амофосів, рідких комплексних добрив (РКД), суперфосфатів, вносять під основний обробіток ґрунту або під передпосівну культивацію. Можливе їх застосування локально одночасно з посівом, при цьому дозу знижують на 30-50%. Доцільним є внесення добрив з мікроелементами, насамперед з міддю, марганцем, цинком та застосування частини фосфору і калію локально одночасно з посівом.

Необхідно уникати внесення фосфоритного борошна та фосфорних добрив низької якості, які містять багато сторонніх токсичних для рослин і ґрунту домішок. Також, не виправдано вносити в якості фосфорних добрив фосфіт (РО3), який не метаболізує до ортофосфату (РО4) у рослинах, за виключенням спеціальних, з вбудованим бактеріальним вектором перетворення фосфіту у фосфат, ГМ-сортів кукурудзи, сої тощо.

На посівах зернових колосових в основне внесення калійні добрива доцільно вносити у формі хлориду калію. Відомо, що присутність хлору подовжує період дозрівання пшениці та сприяє підвищенню врожаю. Також хлорид запобігає прояву кореневих гнилей та хвороб листків (фізіологічні плямистості) у зернових колосових культур.

Перенесення застосування фосфорних і калійних добрив у підживлення  по вегетації, у формі амофосу або суперфосфату та калійної солі, є малоефективним. Можливе внесення по вегетації фосфорних та калійних добрив у формі легкорозчинних у воді монокалійфосфату, дикалійфосфату, РКД і добрив на їх основі, сульфату калію.

Під передпосівну культивацію або перед посівом вносять азотні добрива в дозах, що не перевищують 25-30 кг/га діючої речовини у формі аміачної води, сульфату амонію, КАСів, аміачної селітри, нітрату кальцію. Відзначимо високу фізіологічну активність КАСів, що обумовлюється присутністю трьох форм азоту (нітрат, амоній, амід).

Відомо, що останнім часом досить складно забезпечити у повній мірі доступним азотом рослини озимої пшениці. Це зумовлено значним підвищенням цін на добрива, а також складністю внесення гранульованих форм добрив на великих площах посівів у провідних господарствах. Ефективним є внесення азотних добрив в амонійній формі (безводний аміак, аміачна вода). Можливим напрямом підвищення ефективності азотних добрив є внесення восени високих доз безводного аміаку або аміачної води у дозах до N100 кг/га діючої речовини при підготовці ґрунту на пізніх посівах озимих із розміщенням рідких добрив на глибину 15-20 см. Внесення рідких азотних добрив восени у амонійній формі є перспективним напрямом забезпечення посівів азотом за умов вегетаційного періоду, який відрізняється високими температурами та обмеженістю доступної для рослин вологи, особливо у період формування генеративних органів. Тому, в останні роки у провідних господарствах країни саме цей підхід зумовив отримання високих врожаїв у виробництві – 6-8 т/га при суттєвому зменшенні витрат на систему живлення.

Відзначимо підвищену в останні роки роль внесення сірчаних добрив у живленні озимої пшениці у формі амонію сірчанокислого, магнію сірчанокислого. Зростання ролі цього елемента насамперед пов’язано із технологічними змінами виробництва фосфорних добрив. Простий суперфосфат, який містив високі рівні сульфатів, використовують обмежено, на відміну від амофосу, під час виробництва якого використовується фосфорна, а не сірчана кислота. Щодо вмісту сульфатів у ґрунтах України, то на полях багатьох господарств країни він низький і не може забезпечити потреби рослин пшениці у сірці. Однак, сірка нарівні з NPK відіграє визначальну роль у житті рослин. Саме вміст сірки визначає рівень редокс-потенціалу рослин упродовж вегетації. Вона входить до складу амінокислот, пептидів, численних білків тощо. Сірка з іншими елементами живлення відіграє значну роль у метаболізмі й інтенсивності продукційних процесів у рослинах, формуванні якісного зерна. Тому, забезпечення росту врожаю озимої пшениці, якості зерна пов’язано з оптимізацією умов сірчаного живлення, поряд з умовами азотного, фосфорного і калійного.

Якісна підготовка насіння до посіву та посів у оптимальні для регіону терміни.

Для протруєння насіння доцільно використовувати комплексні препарати з фунгіцидною, інсектицидною та репелентною активністю. Звертаємо увагу на композиційні протруйники із фунгіцидами – інгібіторами сукцинатдегідрогенази ІІ покоління, включення яких до робочих розчинів сприяє розвитку кореневої системи та суттєво посилює рівень контролювання збудників сажкових, фузаріозів і ризоктоніозу. Така обробка дозволить захистити насіння та сходи від головних шкідників і хвороб на початкових етапах розвитку культури, отримати завдяки «вігор»-ефекту більш розвинуті й стійкі до різних стресів рослини. Можливою є обробка насіння стартовими дозами фосфору (ортофосфату), сірки (сульфату), мікроелементів одночасно із протруюванням. Необхідно зазначити, що обробка насіння мікроелементами не може вирішити питання живлення рослини даними іонами протягом вегетації та має допоміжне значення. Високі дози солей для обробки насіння можуть чинити негативну дію на рослини за умов посухи, а також у разі подовженого зберігання насіння.

Важливим є контроль бур’янів на високопродуктивних посівах із самого початку вегетації й до жнив.

Перспективним є застосування восени дифлуфенікану у препаративних формах Трініті (Адама), ЧеккерXtrend (Байєр) та Моріон (Август), що дозволяє контролювати дводольні та злакові види бур’янів на більшості полів протягом всієї вегетації за лише осінньої обробки. Зазначимо, що рекордні у світі рівні врожаїв пшениці озимої та ячменю озимого досягали за внесення дифлуфенікану восени. Проти зимуючих дводольних бур’янів у вересні-жовтні можливе також економічно доцільне внесення гербіцидів тріасульфурону та просульфурону, в тому числі проти падалиці соняшнику та ріпаку.

У вересні-жовтні, в період активного льоту озимої та шведської мухи, посіви, у випадку якщо насіння не обробляли інсектицидними протруйниками, виникає потреба обробити інсектицидом, наприклад Енжіо 247 SС к.с. у дозі 0,18 л/га. В зонах розмноження хлібної жужелиці, озимої та інших совок застосовують Енжіо – 0,18 л/га або Нурел Д 0,75 – 1,0 л/га.

У зв’язку з подовженою вегетацією озимої пшениці в окремі роки (у сезонах 2010-2013 років вегетація у Київській області закінчилася у кінці грудня, а у сезоні 2011-2012 рр. – 13 січня) необхідно забезпечити захист посівів від хвороб (борошниста роса, фузаріоз тощо) і протягом осені шляхом внесення фунгіцидів.

Азотне живлення. Пшениця є вираженим азотофілом. За результатами багаторічних досліджень у Ротамстеді (Велика Британія), врожай озимої пшениці становив лише 2 т/га при внесенні N0, P2O5 80, K2O 108.

На переважній більшості ґрунтів України отримання навіть середніх врожаїв без внесення мінерального азоту за сучасних сівозмін неможливе. Проблема забезпечення посівів пшениці азотом є ключовою як для отримання високих та якісних врожаїв, так і для досягнення рентабельного виробництва.

Дози внесення азоту (як правило, загальну кількість азоту розподіляються на 2-3 внесення), кратність та терміни внесення узгоджують із величинами доступної для рослин пшениці вологи.

Безумовно, азотним добривом №1 для зернових колосових культур, з точки зору фізіології та агрохімії живлення, є КАСи. Оптимальні терміни внесення КАСів – по «мерзлоталому» ґрунту та у фазу кущіння у дозах за потребою сорту і рівня врожаю. Внесення у фазу виходу в трубку та пізніше можливе лише за розчинення у водних розчинах (не менше 1:3) і за допомогою спеціального обладнання, що запобігає ушкодженню листків рослин.

Традиційно, на великих площах вносять аміачну селітру та вапняково-аміачну селітру. За повільної розчинності гранул вапняково-аміачну селітру доцільно вносити лише у перше підживлення.

Частка підживлень зернових гранульованим карбамідом залишається невисокою у зв’язку з високими втратами діючої речовини добрива за внесення поверхнево чи в ґрунт. Перспективним є застосування карбаміду з інгібіторами уреази, що знижують втрати азоту з добрива, або з покриттям гранул з метою захисту від уреазної активності та фоторозкладу. Карбамід з інгібітором уреази доцільно застосовувати і позакоренево.

І підживлення проводять по мерзлоталому ґрунті перед початком вегетації. Доза азоту в І підживлення становить 25-30% повної дози внесення елемента. Азот застосовують у формі КАСів при температурі не вище +14оС. КАСи вносять без розведення водою. Доцільним є внесення сірки – сульфату амонію (50-100 кг/га туків) або сульфату магнію (20-40 кг/га туків). Традиційним для багатьох господарств залишається внесення аміачної селітри. При застосуванні карбаміду, у тому числі й з інгібітором уреази, робочі розчини можуть містити 15-20% туків. При більш пізніх підживленнях, у разі підвищення температури та подальшому розвитку культури, концентрація сечовини у робочих розчинах знижується.

ІІ підживлення проводять на початку фази виходу в трубку. Доза азоту в ІІ підживлення становить 45-60% повної дози елемента. Дозу підживлення уточнюють залежно від прогнозованого забезпечення вологою.

Азот вносять переважно у формі аміачної селітри. При внесенні КАСів останні вносять через трубки, які доставляють добриво на поверхню ґрунту або позакоренево, попередньо розчиняють у воді в співвідношенні 1:3 для зниження ушкодження посівів; або за допомогою спеціального обладнання, що дозволяє уникати ушкодження листків.

Доцільне також внесення сірки – сульфату амонію (30-50 кг туків/га) або сульфату магнію (10-20 кг туків/га). При внесенні карбаміду позакоренево, у тому числі й з інгібітором уреази, робочі розчини можуть містити 8-10% туків.

В цей період продовжують заселення посівів попелиці, цикадки, трипси. За середньодобової +9,5ºС починається вихід перезимувалих імаго хлібних клопів, а саме фаза «прапорцевий листок» співпадає з масовим виходом клопа-черепашки та видів елії. Тому додавання інсектицидів до бакової робочої суміші в цей період обов’язкове. До бакової суміші додають системно-контактний інсектицид, рідше – лише контактний.

Контроль фізіологічних плямистостей. Застосування селективних фунгіцидів, у тому числі й у комплексах із інгібіторами сукцинатдегідрогенази для обробки насіння та протягом вегетації, є найбільш ефективним засобом хімічного контролю шкодочинних збудників хвороб, що разом із інгібуванням розвитку фізіологічних плямистостей листків за дії аніонів у генеративний період розвитку забезпечують подовження фотосинтетичної активності та зростання врожаїв.

ІІІ підживлення проводять з метою підвищення якості врожаю посівів цінних та сильних сортів пшениці азотом в амідній формі (карбамід з інгібітором уреази чи суміші карбаміду зі спеціалізованими комплексними добривами) у період від початку фази колосіння до наливу зерна. Підживлення доцільно проводити одночасно із обробкою фунгіцидами.

При внесенні карбаміду, у тому числі й з інгібітором уреази, робочі розчини можуть містити до 3-5% туків. За оптимальних умов (достатня волога, температура нижче +20оС, вечірні години) концентрація розчину може бути підвищена. Дозу добрив у підживленнях уточнюють залежно від забезпечення посіву вологою.

Вилягання зернових культур,

в тому числі й пшениці, є одним із основних факторів, які лімітують отримання високих та стабільних врожаїв, також і за рахунок зменшення фотосинтезуючої поверхні, порушення транспіраційних токів та уповільнення засвоєння елементів живлення. Отже, важливим елементом сучасних технологій вирощування зернових є запобігання виляганню, яке значно зменшує продуктивність і якість зерна. Перспективні ретарданти знайдено серед похідних класу циклогександіонів. Зокрема, ацилциклогександіони (прогексадіон-Са, тринексапак-етил) – сполуки, які ефективно блокують шляхи біосинтезу ГК, зменшують вміст активних гіберелінів ГК1 та ГК4.

Перспективним ретардантом є тринексапак-етил (ТЕ) [(4-циклопропіл-α-гідроксиметилен)-3,5-діоксициклогексан метиловий естер карбонової кислоти], належить до групи циклогександіонів. Даний препарат використовується для попередження вилягання зернових у широкому діапазоні фаз розвитку: від початку кущіння до прапорцевого листка. Його внесення скорочує довжину міжвузлів і потовщує стінки соломини. За механізмом дії ТЕ є інгібітором активності ГК-20-оксидази, що каталізує фінальні етапи синтезу гіберелової кислоти. При цьому зменшується довжина міжвузлів, збільшується діаметр стебла, спостерігається додаткове галуження кореневої системи.

Нещодавно на ринку пестицидів України з’явився новий ретардант на основі прогексадіону Са (кальцію 3-оксидо-5-оксо-4-пропіоніл-3 циклогексанкарбоксилат), який також належить до класу циклогександіонів. Ретардант пригнічує фінальні стадії біосинтезу ГК, а саме гідроксилювання ГК20 в ГК1. Речовина легко засвоюється через листкову поверхню та рухається акропетально, базипетальний рух обмежений. Він може бути ефективним як за внесення на початку виходу рослин у трубку, так і у фазу прапорцевого листка, коли активується ріст останнього підколосового міжвузля. У цей період усі елементи колоса вже закладені, тому внесення регуляторів росту не впливає негативно на продуктивність рослин.

Відомо, що ефективним елементом підвищення якості зерна є внесення азоту позакоренево. При цьому така обробка може підвищувати вміст білка, але часто не впливає на підвищення хлібопекарських властивостей зерна. Це зумовлено відсутністю балансу азоту в зерні з іншими елементами – складовими білка зерна пшениці. І тому у виробництві найчастіше беруть до уваги доступність азоту, а проблеми доступності відповідних кількостей пулів фосфору та сірки – невід’ємних складових білка зерна пшениці, залишаються поза увагою. Підвищення доступних пулів ортофосфату та сульфату при формуванні зерна є вагомим резервом підвищення його якості. Тому, в останні роки широко та успішно впроваджуються численні комплексні добрива для позакореневого підживлення на основі водорозчинного монокалійфосфату з сіркою та мікроелементами.

Відзначимо перспективність добрив з високим вмістом амінокислот для застосування у позакореневе підживлення. Дані добрива можуть суттєво підвищувати ефективність використання макро- й мікроелементів, що внесені у основне та позакореневе підживлення, а також сприяти підвищенню стійкості культурних рослин до стресових умов вирощування і підвищенню якості врожаю.

Конкретний вибір добрива серед численних пропозицій на ринку України зумовлений компенсуванням нестачі доступних елементів у ґрунті. При цьому слід визначити обмеження доз застосування одно-, двокомпонентних добрив у позакореневе внесення, перевищення яких може призвести до ушкоджень посівів (див. табл. нижче). При внесенні наведених у таблиці добрив одночасно із пестицидами, насамперед у препаративних формах концентратів емульсій та концентратів суспензій, найвищі вказані дози добрив знижують вдвічі-втричі.

При виборі форм добрив із мікроелементами доцільно використовувати в якості мідних добрив препарати гідроксиду міді; добрива з цинком, марганцем та залізом – сульфати. Добрива із вмістом бору – поліборат калію, тетраборат натрію та борну кислоту, яку традиційно вносять по вегетації, доцільно замінити на напіврозчинні гранульовані форми добрив, які використовують за основного внесення.

Зазначимо доцільність позакореневого застосування на посівах зернових колосових культур кальцію азотнокислого (кальциніту) та магнію азотнокислого.

Загальним обмеженням застосування ряду необхідних для рослин катіонів (магній, кальцій, марганець, мідь, цинк та залізо) є несумісність з гербіцидами – похідними феноксіоцтової (препарати 2,4-Д) та бензойної кислот (Банвел, Дикамба). Також слід уникати сумісного застосування складних робочих розчинів азотних добрив з фосфорорганічними інсектицидами та іншими агрохімікатами.

ВИСНОВКИ

•       Розвиток зерновиробництва пов’язаний із поширенням інноваційних високопродуктивних сортів, які потребують високих доз азотних добрив. Перспективним рішенням у вдосконаленні систем азотного живлення посівів озимої пшениці в умовах збільшення аридності клімату є осіннє внесення рідких добрив у амонійній формі (безводний аміак і аміачна вода) на глибину розташування кореневої системи культури, а також карбаміду із захистом від уреазної активності та фоторозкладу. Це дозволяє підвищити ефективність використання азоту і знизити нецільові втрати елемента.

•       Контроль бур’янів від сходів до фази наливу зерна, а також протидія виляганню є важливими складовими досягнення високих врожаїв.

•       Застосування селективних фунгіцидів, у тому числі й у комплексах з інгібіторами сукцинатдегідрогенази для обробки насіння та протягом вегетації, є найбільш ефективним засобом хімічного контролю шкодочинних збудників хвороб, що разом з інгібуванням розвитку фізіологічних плямистостей листків за дії аніонів у генеративний період розвитку забезпечують подовження фотосинтетичної активності та зростання врожаїв.

Швартау В.В.,

чл.-кор. НАН України, доктор біологічних наук, професор,

Михальська Л.М.,

кандидат біологічних наук, старший науковий співробітник,

Інститут фізіології рослин і генетики НАН України

Стаття опублікована в журналі «Агроіндустрія», вересень 2019 р.

Читайте нас у Telegram