Порятунок в інтенсифікації виробництва
Демографічний вибух, що відбувся в останнє 50-річчя (у 1830 р. було 1 млрд людей, у 2001 р. - аж 6 млрд загострив проблему гармонійного співіснування людини з біосферою, нестачі продуктів харчування, питної води, чистого повітря та енергоносіїв. Можливості екстенсивного виробництва продуктів харчування вичерпані. Із загального ґрунтового потенціалу планети 3,18 млрд га площа орної землі становить 1,3 млрд га, з яких щорічні втрати сягають 0,4–0,5 %.
Вирішити проблему задоволення зростаючої кількості населення продуктами харчування та енергоносіями можна за рахунок інтенсифікації технологій та надання пріоритету більш продуктивними культурами. Проте й інтенсифікація виробництва має межі можливостей. За твердженням президента Інституту Землі Лестера Брауна, європейські країни з високорозвиненим сільськогосподарським виробництвом досягли природних меж продуктивності зернових та інших культур. Так, у Франції, Німеччині та Великобританії, основних виробників пшениці у Західній Європі, за останні десять років зафіксовано незначне зростання урожайності. Загалом із 1950 р. виробництво зерна у світі зросло втричі, в середньому щорічний приріст до 1990 р. становив 2,2 %, а в подальшому він сповільнився до 1,3 %.
Основними складовими інтенсифікації виробництва рослинницької продукції є: використання високопродуктивних сортів та гібридів; оптимальне удобрення за збалансованим співвідношенням мікро- та макроелементів; високий рівень агротехніки; захист рослин від шкідливих організмів, за якого потенційні втрати зменшуються до рівня понад 85 %. Проте спеціалізація господарств з високим рівнем насичення сіво-змін певними культурами має добре відомі негативні наслідки - створює унікальне живильне середовище для розвитку і розмноження шкідливих організмів, що вимагає інтенсифікації захисту рослин.
Поширення хвороб та бур’янів
Фактичні втрати урожаїв зерна від бур’янів, хвороб і шкідників у кінці минулого сторіччя становили: пшениці - 34,1 %, кукурудзи - 38,5 %, рису - 52 %. За зменшення цих втрат лише удвічі можна додатково отримати: 141,3 млн т пшениці, 130 млн т кукурудзи, 262,5 млн т рису, а разом зерна - 570 млн т.
Враховуючи попит на зерно й олію на світовому ринку державною програмою «Зерно України» передбачено довести виробництво зерна до 80 млн т та наростити виробництво олії за рахунок розширення площ під посівами кукурудзи на зерно, соняшнику, сої, ріпаку (табл. 1).
Таблиця 1. Посівні площі стратегічних культур та їх частка у структурі посівів України в 2011–2012 рр.
* Держстат Україн
Збільшення площ під посівами кукурудзи, соняшнику і ріпаку негативно вплинуло на фітосанітарний стан агроекосистем.
Так, останніми роками (2001–2013 рр.) бур’яни в агроекосистемах набули особливої актуальності внаслідок порушення сіво-змін, спрощення систем обробітку грунту, що сприяло накопиченню в орному шарі грунту різних грунтово-кліматичних зон до 1,14–1,47 млрд шт./га насінин бур’янів. За такої засміченості полів у вегетаційний період з’являється від 1100 до 2300 шт./м2 сходів бур’янів, що спроможні обумовити втрати продуктивності культур суцільного посіву на 20–50 %, а просапних - 40–80 %. За такої забур’яненості агроекосистем забезпечити належну урожайність культурних рослин без застосування гербіцидів неможливо.
Невтішною є ситуація і з поширенням хвороб сільськогосподарських культур. Наприклад, за ураженості рослин пшениці озимої різними збудниками хвороб втрати урожаю можуть сягати 15–32 %, а в роки епіфітотійного розвитку - до 50 %. Окрім того, за даними С. В. Ретьмана, останніми роками змінився домінантний склад основних збудників хвороб пшениці. Так, в 1991–1995 рр. основною хворобою на пшениці озимій була борошниста роса, частка якої в комплексі хвороб становила 54,5 %, а частка інших хвороб була такою: кореневі гнилі - 18,9 %, септоріоз листя - 10,7 %, фузаріоз колоса - 5,2 %, іржасті хвороби - 2,1 %.
Останніми роками в Лісостепу найпоширенішими хворобами пшениці стали: септоріоз листя - 23,5 %, кореневі гнилі - 18,4 %, борошниста роса - 11,4 %, піренофороз - 10,6 %, бура іржа - 10,4 %, фузаріоз колоса - 6,3 %, септоріоз колоса - 3,5 %, тверда сажка - 4,4 % та інші.
Зернові небезпеки
Велику небезпеку посівам пшениці створюють сисні шкідники (попелиці, пшеничний трипс, клопи, цикадки), які, окрім прямої шкоди, є переносниками вірусних хвороб. Збільшилась чисельність і шкідливість хлібного туруна (жужелиці) не стільки в Степу, а й у Лісостепу. Набули масового поширення такі шкідники зерна в колосі, як хлібні жуки, імаго туруна, пшеничний трипс, шкідлива черепашка. Так, пошкодженість зерна клопом черепашкою у Степу і на півдні Лісостепу без застосування цілеспрямованих заходів захисту перевищує допустимий рівень 2 % у 2–9 разів і більше, що істотно погіршує якість зерна та спричинює його знецінення.
Із розширенням посівних площ під посівами кукурудзи до 3,51 млн га в 2011 р. і 4,31 млн га в 2012 р. почали набувати масового поширення найбільш небезпечні шкідники цієї культури - кукурудзяний стебловий метелик, бавовникова та інші види листогризучих совок, шведські мухи, останні є спільними шкідниками з зерновими колосовими культурами. Набуває поширення карантинний шкідник - західний кукурудзяний жук (Diabrotika virgifera virgifera Le Conte) та такий збудник хвороби, як фузаріоз, що уражає усі органи рослин як колосових культур, так і кукурудзи.
Отже, на кукурудзі, на якій раніше майже не проводились активні заходи захисту рослин, окрім випуску трихограми проти кукурудзяного метелика, нині без застосування цілеспрямованих заходів захисту від комплексів хвороб і шкідників отримати належний урожай зерна неможливо.
Олійні культури
Олійний комплекс культур, який представлений в Україні соняшником, ріпаком і соєю, що набуває інтенсивних темпів збільшення посівних площ та обсягів виробництва насіння, завдяки зростаючому попиту на олію на світовому ринку. Проте і цей комплекс культур вимагає глибокого переосмислення як реальних можливостей збільшення урожайності, так і віддалених наслідків щодо фітосанітарного стану агроценозів цих та інших культур.
Недаремно сьогодні виникає таке запитання: чому за потенційної продуктивності сучасних сортів і гібридів соняшнику 4,5–5,5 т/га, урожайності на державних сортовипробувальних станціях 2,46–3,56 т/га, урожайність насіння соняшнику в усіх категоріях господарств в середньому за 2006–2011 рр. становила 1,22–1,58 т/га. А відповідь на нього, по суті, лежить на поверхні. Ринкова економіка і попит на насіння та олію втягнула виробників у бездумне і пагубне розширення площ під посівами соняшнику з 3964 тис. га в 2006 р. до 4619 тис. га в 2012 р., що призвело до різкого перенасичення соняшником «сівозмін» та погіршення фітосанітарного стану агроценозів.
Так, у 2011 р. в зоні Степу соняшником було зайнято 25 % землі в обробітку, а в Запорізькій області - 37,1 %, Луганській - 33,4 %, Донецькій - 29,5 %, Дніпропетровській - 25,3 %, що обумовило погіршення фітосанітарного стану посівів цієї культури в зоні Степу, масове розмноження спеціалізованих шкідників (соняшникова шипоноска, соняшниковий вусач, соняшникова вогнівка), білої та сірої гнилей, фомозу, фомопсису та небезпечного паразитичного бур’яну - соняшникового вовчка (Orobanchе cumana Wallr), ураження рослин яким останніми роками перевищує 10 %.
Ріпак. Технологія вирощування цієї культури значно простіша ніж соняшнику. За останні роки (2005–2011 рр.) площі під посівами ріпаку збільшилися із 195,2 тис. га в 2005 р. до 1379,6 тис. га у 2008 р. і зменшилися до 890 тис. га в 2011 р., останнє зумовлено вимерзанням частини посівів озимого ріпаку в деяких областях за неправильного добору сортів та гібридів і порушення технології вирощування цієї культури. За розширення площ під посівами ріпаку спостерігається загальна тенденція збільшення чисельності як спеціалізованих, так і багатоїдних шкідників та розвитку і поширеності низки хвороб, що вимагає як поглиблення знань про шкідливі організми цієї культури, так і інтенсифікації захисних заходів.
Найбільшу небезпеку з екологічного погляду представляє ріпаковий квіткоїд, застосування інсектицидів проти якого згубно діє на бджіл та комах запилювачів. Парадоксальним є те, що в грунтово-кліматичних умовах України потенційна продуктивність сортів і гібридів ріпаку реалізується лише на 30–40 %, де серед низки чинників, що обмежують урожайність, важливу роль відіграє недостатній рівень захисту від шкідливих організмів.
Соя серед стратегічних культур агропромислового комплексу України заслуговує на особливу увагу як за призначенням насіння, так і збереженням родючості грунтів. Це одна із бобових культур, розширення площ під посівами якої не погіршує фітосанітарного стану агроекосистем. Соя є найбільш вдалою парою для кукурудзи. Недаремно в США площі під посівами сої і кукурудзи однакові (близько 30 млн га).
В Україні соєве поле із 73 тис. га в 2001 збільшилося у 2012 р. до 1408 тис. га, або в 19,3 разу. Проте урожайність насіння сої є низькою, і в 2008–2010 рр. вона становила 1,51–1,68 т/га, у той час як у США - 2,5–2,9 т/га, Аргентині - 2,7 т/га, Бразилії - 3,0 т/га.
Реальна середня урожайність насіння сої для грунтово-кліматичних умов України становить 1,8–2,0 т/га, яку в подальшому слід нарощувати до реалізації потенційної продуктивності сортів і гібридів до 70–75 % і більше.
Соя, як і інші культури, потерпає від низки шкідників, збудників хвороб, які обмежують продуктивність посівів. Серед фітофагів сої небезпеку створюють бульбочкові довгоносики, які, окрім пошкодженості листя жуками, личинки знищують бульбочки, а листогризучі совки, чортополохівка, лучний метелик, попелиці, клопи, акацієва вогнівка та павутинний кліщ наносять суттєві пошкодження рослинам в період всієї вегетації культури.
Із хвороб найбільшу небезпеку становлять: фузаріоз, фомопсис, пероноспороз, склеротіріоз, сім’ядольний бактеріоз, бактеріальний опік, вірусні хвороби.
Основними бур’янами в посівах сої є багаторічні кореневищні: осот рожевий, латук дикий, берізка польова, гірчак повзучий, а також однорічні ярі - усі види щириць, паслін чорний, амброзія полинолиста, усі види гірчаків, циклахена, портулаки. Слід наголосити на потужній експансії у посівах сої амброзії полинолистої. Зі злакових - найпоширенішими є просо півняче та мишії. За надзвичайно високого рівня засміченості орного шару насінням бур’янів (понад 1 млрд шт./га), катастрофічної поширеності багаторічних кореневищних бур’янів одержати належний урожай сої без застосування гербіцидів неможливо.
Отже, загалом розширення посівних площ під посівами стратегічних культур в Україні вимагає інтенсифікації цілеспрямованих активних заходів із захисту від шкідливих організмів, що є надзвичайно вагомим резервом збільшення урожайності та виробництва рослинницької продукції.
Генна інженерія
В нинішніх умовах інтенсифікації виробництва рослинницької продукції в інтегрованих системах захисту рослин домінуючим є хімічний метод, оскільки він є найбільш доступним, порівняно простим у застосуванні і достатньо ефективним. Хоча проблеми, які він створює, змушують науковців здійснювати пошук більш екологічно безпечних засобів. Конкурувати з хімічним методом за простотою застосування, доступністю, екологічністю й економічністю може лише імунологічний метод. Саме завдяки перевазі використання стійких сортів у кінці минулого сторіччя почав набувати розвитку генетичний метод на основі генної інженерії і надання запрограмованої імунності сортам і гібридам проти шкідливих організмів.
Серед широкого кола трансгенних культур найпоширенішими є з ознаками стійкості проти гербіцидів суцільної дії (для спрощення захисту від бур’янів) та небезпечних шкідників і збудників хвороб (соя, кукурудза, бавовник і ріпак). Посіви трансгенними сортами і гібридами в 2009 р. (від загальної світової площі під цими культурами) становили: сої - 73 %, кукурудзи - 26 %, бавовнику - 49 %, ріпаку - 21 %, більшість з яких (95 %) вирощується в шести країнах: США (45 %), Аргентині (17 %), Бразилії (15 %), Індії (6 %), Канаді (6 %), Китаї, Парагваю, Пакистані - по 2 %.
Практично 100 % комерційно вирощуваних генетично модифікованих культур несуть ознаки, пов’язані з вирішенням проблеми захисту рослин, що свідчить про актуальність цієї проблеми.
Хімічний захист
За 60-річний період бурхливого розвитку різних методів захисту рослин хімічний метод не поступився домінуванням перед іншими. Проте за останні 30 років (1980–2010 рр.) він докорінно змінився. Змінилась і структура в застосуванні пестицидів за призначенням. Так, якщо в 1960 р. витрати в грошовому виразі у США становили: на гербіциди - 20 %, інсектициди - 36,5 %, фунгіциди - 40 %, інші хімічні засоби - 3,5 % то в 1990 р. відповідно - 42,1 %, 30,6 %, 21,0 % і 6,3 %. В 2001–2007 рр. у передових країнах світу середні показники застосування пестицидів засвідчують таку тенденцію: гербіциди - 49,7 %, фунгіциди - 27,2 %, інсектициди - 10,5 %, інші хімічні засоби - 12,7 %.
Порівнюючи дані щодо застосування пестицидів у передових країнах світу і в Україні, спостерігається однакова тенденція щодо збільшення обсягів застосування гербіцидів, зумовленого зменшенням агротехнічних прийомів контролю бур’янів. Проте чітко відмічається недостатність застосування інсектицидів та біологічних засобів захисту порівняно з обсягами 1986–1990 рр. Не дивлячись на те, що значно збільшились площі під посівами кукурудзи, соняшнику, ріпаку, сої, належні урожаї яких без надійного захисту не можливо отримати.
Аналіз даних Головодержзахисту щодо застосування пестицидів (інсектицидів і фунгіцидів) у посівах основних сільськогосподарських культур з урахуванням їх фітосанітарного стану свідчить про недостатній рівень захисту від шкідників і хвороб. Так, на посівах зернових культур пестициди, в перерахунку на одноразову обробку, застосовують на 62–72 % посівів або загальна кратність обробки зернових культур становила 0,62–0,72 разів. Дуже в незначних обсягах використовуються пестициди на соняшнику - 0,03–0,12 обробок, недостатньо на сої - 0,26–0,42. Інтенсивно застосовуються пестициди (переважно інсектициди) на ріпаку - 1,9–4,06 разів, порівняно на високому рівні на посівах цукрових буряків - 2,03–3,08.
Таблиця 2. Залежність урожайності та якості зерна пшениці від обсягів застосування пестицидів (інсектицидів і фунгіцидів у 2001–2005 і 2010–2012 рр.)
Про роль захисту рослин за допомогою застосування пестицидів у збільшенні урожайності зерна пшениці та покращенні його якості свідчать дані таблиці 2. Інтенсифікація застосування пестицидів, що є невід’ємною складовою інтенсивних технологій, сприяє відчутному збільшенню урожайності за рахунок зменшення втрат та суттєвому покращенню якості зерна. При цьому надзвичайно важливу роль відіграє якість насіння, яке було значно покращене в 2010–2012 рр. Найбільш відчутно збільшилась не тільки урожайність (4,78 т/га), але значно покращилась якість зерна, коли його сумарна частка I–III класів сягнула 81,2 %, що в комплексі з високою урожайністю суттєво впливає на закупівельну ціну та економічну ефективність вирощування культури.
Потрібна інтенсифікація захисту рослин
Загалом інтенсифікація виробництва рослинницької продукції вимагає більш інтенсивного застосування засобів захисту рослин, про що свідчить зростання урожайності коренеплодів цукрових буряків від обсягів використання інсектицидів і фунгіцидів (табл. 3). Так, середню урожайність коренеплодів культури понад 30 т/га почали отримувати за тотальної обробки насіння захисно-стимулюючими речовинами та при застосуванні інсектицидів способом обприскування на 74,0–99,6 % посівних площ, а фунгіцидів - на 117–137,3 %.
Таблиця 3. Залежність урожайності коренеплодів цукрових буряків від обсягів застосування пестицидів
Отже, аналіз фітосанітарного стану сучасних агроекосистем свідчить, що він не втішний і невпинно погіршується й ускладнює технологію вирощування культур та отримання високих стабільних урожаїв навіть за більш інтенсивного застосування пестицидів без виваженого підходу до проблеми інтенсивного захисту рослин. Перш за все необхідно починати зі стабілізації посівних площ, що дасть можливість навести лад у структурі посівних площ та наблизити сівозміни до науково обґрунтованого чергування культур. Уважно ставитись до агротехнічних прийомів та строків їх проведення. Особливо важливого значення набуває система основного обробітку грунту, своєчасне зароблення у грунт поживних решток, що є джерелом інфекції низки збудників хвороб та стаціями зимівлі низки шкідників.
Не менш важливим є аналіз сортового складу, з’ясування потенційних можливостей сортів та гібридів, рівня їх стійкості проти найнебезпечніших збудників хвороб та шкідників. Необхідно відібрати найбільш стійкі, інтенсифікувати вирощування насіння у спеціалізованих насінницьких господарствах, де може бути забезпечений належний рівень захисту насінницьких посівів, що зменшує ризик насіннєвої інфекції. Сівба високоякісним насінням - це важливий важіль високих і стабільних урожаїв.
Надзвичайно важливим елементом інтегрованого захисту рослин є систематичний моніторинг агроценозів, діагностика видового складу бур’янів, збудників хвороб та шкідників, прогнозування рівнів їх потенційної шкідливості на кожному окремому полі, визначення доцільності захисних заходів та своєчасне застосування найбільш раціональних прийомів.
Останніми роками як за кордоном, так і в нашій державі набуло розмаху протруювання насіння інсекто-фунгіцидними протруйниками, регуляторами росту рослин та мікродобривами. Цей спосіб застосування хімічних засобів захисту рослин заслуговує на особливу увагу, оскільки за норм витрати пестицидів на порядок менших, ніж при обприскуванні рослин, забезпечує цілеспрямований захист висіяного насіння від комплексу шкідливих організмів та рослин на ранніх етапах їх росту і розвитку, сприяє збереженню густоти посіву.
Вирощування стратегічних для України культур за інтенсивними технологіями та дотримання основних елементів інтегрованого захисту від шкідливих організмів сприятиме реалізації потенційної продуктивності сучасних сортів та гібридів не менше як на 70 % та обмежуватиме темпи прояву негативних наслідків від хімічного методу.
