Одним із суттєвих і постійних чинників, що впливають на функціонування кореневої системи рослин, є спосіб вирощування. У культур суцільної сівби, зокрема пшениці, внаслідок значної густоти площа живлення однієї особини обмежується прямокутником зі сторонами 0,5–2,5 × 7,5–22,5 см. Вільний простір ґрунтового середовища по горизонталі швидко охоплюється корінням, і саме конкуренція за життя є тим механізмом, що змушує їх обживати орний і підорний шари ґрунту.
За сприятливих умов уже під час повних сходів корені озимини можуть проникати на глибину 25–30 см, з появою другого стебла — на 70–80 см, з припиненням осінньої вегетації — на 140–170 см. Максимальне заглиблення їх (250–300 см) відповідає настанням фаз воскової і повної стиглості зерна.
Пшениця озима формує зародкові (первинні) та вузлові (вторинні) корені. Кількість вузлових коренів, як і кількість пагонів кущення, регулюється насамперед вихідною вологістю ґрунту, строками сівби та гідротермічним режимом у післяпосівний період. Вони можуть утворюватися восени, навесні та влітку, їх поява спостерігається після кожного продуктивного дощу.
Наявність двох типів коріння сприяє повнішому освоєнню вологого шару ґрунту й кращому постачанню надземній частині рослини поживних речовин. Уважається, що в середні за зволоженням роки значення обох різновидів коренів у життєзабезпеченні культури рівноцінне, у дощові — перевагу має вторинна коренева система, у сухі, навпаки — первинна. Під час осінньо-весняної ґрунтової посухи рослини вегетують із допомогою лише зародкових кореневих відгалужень із відповідними негативними наслідками щодо реалізації свого продуктивного потенціалу.
Для росту і нормальної життєдіяльності кореневої системи потрібна велика кількість запасних і енергетичних ресурсів, накопичення і витрачання яких можна до певної міри регулювати заходами агротехнічного спрямування.
У посушливих умовах Степу характер розвитку кореневої системи пшениці слід розглядати у зв’язку з глибиною промочування й концентрацією вологи за горизонтами кореневмісного шару, що залежить, зокрема, і від якості попередника.
У дослідах Інституту зернових культур НААН озимина, яку вирощували після чорного пару, мала приблизно однакову масу коріння незалежно від режиму погоди протягом вегетації. Це свідчить про високі компенсаторні можливості парового поля з погляду накопичення і раціонального використання рослинами наявних запасів ґрунтової вологи та поживних речовин. Натомість за розміщення культури після вівсяно-горохової сумішки на зелений корм і гороху на зерно помічено істотне збільшення маси коріння пшениці у сприятливі за зволоженням роки до несприятливих, яке досягало 2,4–4,2 ц/га.
Зафіксовані певні розбіжності за роками й щодо розподілення коренів за профілем ґрунту. Достатнє зволоження чорнозему помітно пришвидшує темпи їх лінійного росту, вони краще освоюють нижче розташовані горизонти ґрунтової товщі. За таких умов у межах материнської породи (шар 80–250 см) було зосереджено 21,5% загальної кількості коріння, тоді як у посушливі роки цей показник становив 2,2% (табл. 1).
Таблиця 1. Розподілення коріння пшениці за профілем ґрунту, %
Примітка. 1 — вологий рік, 2 — посушливий рік.
За впливом на формування кореневої системи озимини чорний пар в усіх випадках мав перевагу над зайнятим. У кількісному вимірі розбіг між ними в середньому становив 8,8 ц/га, він зростав у посушливі роки, що є природним, беручи до уваги суттєві розбіжності щодо глибини промочування ґрунту і обсягів доступної вологи на час сівби.
Горох, на відміну від більшості непарових попередників пшениці, характеризується ранніми строками збирання, розущільнювальною дією на підорні шари ґрунту, здатністю до азотфіксації. Саме цим здебільшого пояснюється сталий позитивний вплив його на розвиток кореневої системи наступної культури, маса якої зростала проти зайнятого пару на 1,9–3,7 ц/га.
Якщо для ярих культур відстежується стійкий позитивний зв’язок між глибиною основного обробітку ґрунту й обсягами кореневої системи, то для озимини, особливо після непарових попередників, визначальним є рівень зволоження посівного й орного шарів на час сівби.
За результатами досліджень, незалежно від гідротермічних умов погоди у період від збирання вівсяно-горохової сумішки на зелений корм і гороху на зерно до сівби пшениці, найкращі передумови для засвоєння та збереження навіть невеликих (5–7 мм) опадів, отримання повноцінних сходів і укорінення рослин створювались за неглибокого (10–14 см) безполицевого розпушування скиби. Операційна технологія його передбачає застосування важких дискових борін, комбінованих знарядь, парових культиваторів.
Позитивний результат забезпечила техносхема на основі поєднання мілкого обробітку ґрунту та сівби спеціальною сівалкою для системи no-till (mini-till) АТД-6,35, обладнаною кілеподібними сошниками типу «дует». Внаслідок рівномірного (по площі та глибині) загортання насіння у вологий прошарок спостерігається інтенсивніше розростання коріння, збільшення кількості продуктивних стебел у розрахунку на 1 м² (на 20,9%), коефіцієнта кущення і довжини колоса. Співвідношення цих показників наближалось до оптимального, що дало змогу отримати високий урожай пшениці (5,62 т/га) після попередника «горох на зерно».
Водночас оранка (18–22 см) під озимину за посушливих умов призводить до утворення брилуватої поверхні поля. Такий агрофон швидко втрачає залишкову вологу, потребує додаткових культивацій, що, своєю чергою, зумовлює розпорошення верхнього шару ріллі, зневоднення її і зниження протиерозійної стійкості. Натомість для зволоження сухого ґрунту шаром 20 см, залежно від ступеня його еродованості та водостійкості структури, потрібні опади в кількості 25–40 мм. Не випадково маса коренів пшениці тут, як порівнювати з неглибоким обробітком, зменшувалась на 1,6–3,0 ц/га.
Складність застосування мінеральних добрив під озимину, на відміну від ярих культур, полягає в невідповідності чинників ефективності (строки й способи унесення, дози та співвідношення макроелементів), які б одночасно забезпечували інтенсивний розвиток кореневої системи, збереження зимо- та морозостійкості рослин, формування високої врожайності зерна. Доводиться рахуватися з неможливістю поєднання в одному рослинному організмі якостей, що зумовлюють максимальний прояв усіх складових життєвої домінанти, що пов’язано з різним рівнем фізіолого-біохімічних процесів.
В умовах неоднакової забезпеченості елементами живлення розбіжності щодо темпів і характеру лінійного росту пшениці починали проявлятися на стадії утворення 2–4 пагонів. З тим маса коренів виявилася більшою на ділянках з унесенням фосфорно-калійних добрив, тоді як вегетативна маса (надземна частина рослин) краще розвивалася у варіантах з азотним живленням рослин.
Окремі елементи мінеральних добрив, по різному впливаючи на формування кореневої системи озимих культур, в результаті визначають їх морозостійкість і продуктивність.
Результати проморожування в морозильних камерах, а також спостереження за перезимівлею посівів у полі, вказують на зростання морозостійкості пшениці за внесення фосфорних добрив як окремо, так і сумісно з калійними (табл. 2). Це пояснюється більшим накопиченням розчинних вуглеводів перед відходом на зиму, високою концентрацією клітинного соку, уповільненим ростом. Водночас за одностороннього фосфорно-калійного живлення й азотного голодування рослини хоча і мають кращі показники коренезабезпеченості та морозостійкості, але не досягають восени потужності, потрібної для отримання планового врожаю зерна.
Таблиця 2. Життєздатність і продуктивність пшениці на різних агрофонах (дані В. І. Бондаренка, А. Д. Артюха, Г. І. Косенка)
Примітка. Попередник пшениці озимої — чорний пар.
Крім гальмування процесів кущення, дефіцит азоту в ґрунті на початку вегетації озимини може призводити до передчасного відмирання листків нижніх ярусів. Кількість хлорофілу в живому листі таких рослин зменшується майже в 1,5 раза, як порівнювати з рослинами, що отримали оптимальну дозу азотних туків.
Вибір кращих норм, співвідношень і поєднань макроелементів суттєво залежить від рівня потенціальної та ефективної родючості агрофону. До прикладу, максимальна стійкість до холодового стресу в пшениці по чорному пару формується в більшості випадків за застосування фосфорно-калійних добрив окремо або спільно з невеликими дозами азоту (N30). Високі норми його навіть у складі повного удобрення помітно знижують стійкість рослин до мінусових температур унаслідок підвищення оводненості тканин, низьких показників водоутримувальної здатності та вмісту цукрів.
Натомість за використання пізніх непарових попередників (кукурудза, соняшник, сорго) найефективнішим із погляду дієвості кореневої системи та зимостійкості пшениці виявилось комплексне мінеральне добриво нормою N60P60К60. Зниження її стійкості до морозу за такого співвідношення NPК фіксувалось тільки в роки з надзвичайно теплою та вологою погодою восени, коли сильно зростали витрати запасних поживних речовин на ростові процеси.
Найвищу врожайність пшениці озимої по чорному пару (5,36–5,38 т/га) отримано на ділянках із допосівним загортанням у ґрунт фосфорно-калійних добрив, а також за внесення мінімальної кількості азоту (N30) на фоні P60К60, тобто там, де культура мала збалансовану за рівнем мінерального азоту систему живлення рослин. Внесення в чорному пару азотних і калійних добрив без фосфорних не мало позитивного впливу на продуктивність посівів, а за великих доз N відбувалось зниження її на 0,25–0,27 т/га.
Після кукурудзи на силос максимальний урожай зерна (4,79 т/га) з високими технологічними якостями отримано за заорювання під передпосівну культивацію повного добрива — N60P60К60. Внесення тут фосфорно-калійних або азотно-калійних туків було менш дієвим.
Кореневі рештки озимини після відмирання поповнюють запаси поживних речовин ґрунту й сприяють підвищенню його родючості внаслідок покращення гумусного стану. За результатами досліджень парова пшениця лишає після себе в 40 см товщі від 26,7 ц/га (без добрив) до 40,4 ц/га (20 т/га гною + N60P60К60) коріння, переважну більшість якого (82–83,9%) розміщено в шарі чорнозему 0–20 см. В оптимальні за зволоженням роки частка його в підорному прошарку 20–40 см зростала до 24–29%, у гостро посушливі — зменшувалась до 12–13%.
Обчислення сумарної кількості поживних речовин, що лишаються після збирання зернової культури, показало суттєве зростання їх обсягів на органо-мінеральному фоні удобрення (91,6 кг/га проти 51,4 ц/га на контролі) (табл. 3). В усіх випадках відбувається насамперед значне збагачення ґрунту азотом, друга позиція — за калієм, третя — фосфором. Інформація, що стосується додаткового джерела надходження елементів живлення рослин (із кореневих решток), має враховуватись у плануванні системи удобрення наступних культур сівозміни.
Таблиця 3. Нагромадження кореневих решток пшениці та збагачення ґрунту NPК
Висновки
З погляду формування потужної, розгалуженої і ваговитої кореневої системи пшениці чільне місце як попередник посідає чорний пар, друга сходинка — горох на зерно, третя — вівсяно-горохова сумішка на зелений корм. Зважаючи на скорочення площі чистих і зайнятих парів, частково розв’язати проблему підбору кращих попередників озимини можливо шляхом уведення в сівозміну низки зернобобових культур (горох, соя, нут, сочевиця), які запобігають виснаженню ріллі, суттєво покращують водний і поживний режими чорнозему.
Після зайнятих парів і непарових попередників найкращі передумови для збереження літніх опадів, отримання повноцінних сходів і укорінення пшениці у більшості випадків створюються за неглибокого (10–14 см) безполицевого розпушування ґрунту, де маса коріння виявилась більшою, порівнюючи з оранкою (18–22 см) на 1,36–3,0 ц/га. Високу врожайність зернової культури після гороху (5,62 т/га) одержано за застосування на мілко обробленому агрофоні спеціальної сівалки, призначеної для системи no-till і mini-till, обладнаної кілеподібними сошниками типу «дует».
Унесення мінеральних добрив восени під озиму пшеницю передбачає формування добре розвинутих, коренезабезпечених, однак не перерослих рослин, які хоча і можуть мати дещо понижену морозостійкість, але вони добре регенерують навесні й забезпечують високу продуктивність.
Кореневі рештки пшениці озимої після відмирання слугують джерелом поживних речовин і поліпшувачем гумусного стану чорнозему. Інформація щодо надходження додаткової кількості NPК у ґрунт має враховуватись під час розроблення системи удобрення наступних культур сівозміни.
Андрій ГОРБАТЕНКО, Володимир СУДАК,
Володимир ЧАБАН, канд. с/г наук
Сергій СЕМЕНОВ, Людмила БІЛОКОНЬ
ДУ Інститут зернових культур НААН
