Сприятливі водний і поживний режими ґрунту зумовлюють появу дружних і нормальних сходів та формування розвиненої кореневої системи. Восени основна маса коренів зосереджується в орному шарі ґрунту, а до зими, особливо на чорноземах, деякі первинні корені проникають до глибини 1 м, а вторинні - до глибини 0,6 м, а іноді глибше ніж 1 м. Формування кореневої системи пшениці озимої триває до молочної стиглості зерна. До цього часу вона проникає в ґрунт на глибину 1,5, іноді до 2,5 м і більше.
Незважаючи на невелику масу рослин пшениці озимої в осінній період, важлива роль у створенні оптимальних умов їх розвитку в цей час належить наявності та правильному співвідношенні між рухомими сполуками елементів живлення в ґрунті. На ранніх стадіях росту й розвитку, коли відбувається закладання колоса, його диференціація та утворення колосків має бути оптимальне співвідношення між азотом і фосфором. Достатня кількість азоту в цей період позитивно впливає на величину врожаю. Тому на бідних ґрунтах або після непарових попередників частина загальної норми азоту має бути внесена восени. Нестача азоту в інші періоди на величину врожаю впливає менше.
Під час сівби пшениці після чистого пару в ґрунті завдяки мікробіологічним процесам накопичується значна кількість азоту мінеральних сполук, зокрема нітратів. У цьому разі система удобрення має бути спрямована на нейтралізацію надлишкового живлення рослин азотом, тобто посилення фосфорного і калійного живлення. Тому під час складання системи удобрення пшениці озимої важливо враховувати вміст рухомих сполук елементів живлення в ґрунті і особливості попередників. Калій підвищує холодостійкість рослин, посилює кущіння, а оптимальне азотно-фосфорне живлення на початкових етапах розвитку пшениці стимулює ріст і заглиблення її коренів, сприяє накопиченню значної кількості цукрів, що підвищує стійкість рослин проти низьких температур і весняної посухи, зменшує небезпеку вилягання.
Посилене азотне живлення пшениці озимої на ранніх етапах росту й розвитку знижує врожай, оскільки під час проростання азот затримує ріст коренів і зумовлює деяку депресію початкового росту рослин. Підвищені дози азотних добрив у цей період сприяють формуванню пухкої великоклітинкової структури тканин, які накопичують у передзимовий період багато води. Коренева система розвивається переважно у верхньому шарі ґрунту. Це знижує стійкість рослин проти зимових несприятливих умов. Крім того, рослини можуть уражатися восени борошнистою росою, кореневими гнилями, а в умовах теплої осені також бурою листовою іржею. Такі рослини нестійкі проти вилягання. Тому в осінній період пшениця озима потребує невеликої, але достатньої кількості азоту.
У разі сівби пшениці без внесення добрив після зайнятих парів і непарових попередників сходи мають блідо-зелений колір, що свідчить про низький вміст у рослинах хлорофілу. Процес кущіння знижується або зовсім припиняється за сильного дефіциту живлення пшениці. Всі життєво важливі процеси в рослин ослаблені, вони погано перезимовують і часто гинуть.
У розвитку пшениці озимої виділяють два критичні періоди забезпеченості рослин елементами живлення: перший - від появи сходів до припинення осінньої вегетації, коли рослини досить чутливі до нестачі азоту та фосфору, і другий - від початку відновлення весняної вегетації та до виходу в трубку, коли рослини досить чутливі до нестачі азоту.
Отже, величина врожаю зерна і його якість насамперед залежать від забезпечення рослин азотом. Висока реакція пшениці на цей елемент живлення та підвищена стійкість проти вилягання її сучасних сортів відкриває великі можливості для впровадження нових ефективних прийомів у технологічний процес вирощування цієї культури. Тому в комплексі заходів для розроблення технології вирощування пшениці озимої у певних ґрунтово-кліматичних умовах вирішальна роль насамперед належить азотним добривам. Як доводить практичний досвід, за допомогою простого збільшення норми азотних добрив не вдається істотно підвищити продуктивність пшениці озимої. У силу своїх біологічних особливостей вона не витримує високих доз азотних добрив, які вносять до початку сівби. Це змушує проводити підживлення у період найбільшої потреби рослин в азоті.
Проблема оптимізації азотного живлення включає вирішення двох завдань: оптимальний розподіл визначеної норми добрив на кілька строків внесення і розроблення методики встановлення оптимальних доз азоту з урахуванням ґрунтово-кліматичних умов, попередників і сортових особливостей. Зазвичай зернові культури засвоюють азот у такій динаміці, %: проростання і сходи - 8, кущіння - 28, вихід у трубку - 36, колосіння і цвітіння - 2, налив зерна - 16.
Пшениця озима має тривалий період вегетації, восени сильно кущиться і розвиває потужну кореневу систему, навесні зарано відновлює ріст і засвоює порівняно велику кількість азоту від початку появи сходів до початку трубкування 75-90 % загального виносу. Азот істотно впливає на формування елементів продуктивності рослин. Так, на ІІ і ІІІ етапах органогенезу (у фазу кущіння) нестача або надлишок азоту, строки його внесення і метеорологічні умови можуть значно впливати на закладання і формування пагонів кущіння. У фазу виходу в трубку відбувається інтенсивне наростання вегетативної маси та формування генеративних органів рослин. Дефіцит азоту в цей період призводить до того, що частина сформованих пагонів зовсім не продуктивна, диференціація колосу передчасно закінчується і, як наслідок, формується дрібний колос з невеликою кількістю в ньому колосків. Внесення азотних добрив після початку виходу в трубку не змінює цю стресову ситуацію у живленні рослин, що призводить до значного недобору врожаю.
У період формування і наливання зерна (IX-XII етапи органогенезу) умови азотного живлення та погода мають вирішальне значення на озерненість колоса і крупність зерна, що, врешті-решт, визначає продуктивність пшениці озимої.
Засвоївши ще до початку колосіння понад 2/3 усієї потрібної кількості азоту, в період цвітіння пшениця озима майже перестає його засвоювати. На початку формування зерна потреба пшениці в цьому елементі живлення значно збільшується і за нормальних умов розвитку вона має засвоїти решту 25-30% потрібного їй азоту, який здебільшого витрачається на формування якості зерна. Його вплив на поліпшення якості зерна (збільшення вмісту білка понад біологічно оптимальний рівень) починає виявлятися після того, як будуть повністю задоволені потреби рослин на формування оптимального у певних умовах рівня насінної продуктивності. Тому внесення невисоких доз азотних добрив (20-40 кг/га д. р.) під пшеницю озиму, зокрема після непарових попередників, зазвичай не сприяє поліпшенню якості зерна.
Сучасні сорти пшениці озимої здатні формувати більш високий урожай зерна. Для підвищення в ньому вмісту білка їм потрібно містити в рослині більше азоту. Вони переважно низькорослі і мають менше співвідношення між вегетативною масою і зерном, ніж у високостеблових сортів. Тому можливості накопичення в них азоту обмежені. Отже, без достатнього рівня азотного живлення наприкінці вегетації вони не можуть сформувати високоякісного зерна навіть за максимально можливого накопичення його у вегетативних органах.
На XII етапі органогенезу (фаза воскової і повної стиглості зерна) надходження елементів живлення у зерно пшениці озимої припиняється. В зернівках відбувається процес перетворення простих органічних речовин на складні - крохмаль, білки, жири. Зовнішні фактори вже не можуть впливати на величину врожаю, але маса зернівки, а отже, і величина врожаю, може зменшуватися внаслідок внутрішніх (зокрема, дихання) і зовнішніх (дія на зерно мікроорганізмів) біологічних процесів. Для зниження ступеня цього впливу необхідне своєчасне збирання врожаю і зменшення вологості зерна до рівня, нижчого за критичний, тобто менш як 15%.
Пізнє підживлення азотними добривами (навіть позакореневе підживлення рідкими добривами) може бути малоефективне, якщо до цього часу не сформувався достатній фонд асимілятів. Найефективніше проводити підживлення у період трубкування, що пояснюється насамперед позитивним впливом на розміри і тривалість життя двох верхніх листків, особливо верхівкового. Від площі останнього залежить маса зернівки, що в кінцевому результаті впливає на врожай зерна колоса.
Основну кількість фосфору пшениця озима засвоює до початку колосіння. Достатня забезпеченість фосфорним живленням позитивно впливає на формування кореневої системи і генеративних органів рослин та поліпшує озерненість колоса, тоді як нестача фосфору призводить до його череззерниці.
Калій як і інші елементи живлення надходить із ґрунту з перших днів росту пшениці озимої до початку цвітіння, але найбільше його засвоюється у фази виходу в трубку і колосіння. Він підвищує холодостійкість рослин, міцність стебел, що особливо важливо для схильних до вилягання сортів. За нестачі калію стебло пшениці озимої вкорочується, тканини на краях листків буріють і відмирають, унаслідок чого змінюється обмін речовин та затримується реакція синтезу білка, що призводить до зменшення врожайності й погіршення якості зерна.
Надлишок азоту в живленні пшениці озимої посилює вилягання посівів та пошкодження рослин іржею, тоді як калій підвищує стійкість рослин проти цих явищ.
Однією з істотних особливостей пшениці озимої, як і інших рослин, є нерозривність азотного і сірчаного живлення. У разі дефіциту сірки в живильному середовищі припиняється відновлення та асиміляція азоту росинами. Припускають, що якщо співвідношення N : S у зерні пшениці озимої перевищує 15, то спостерігається нестача сірки і затримується процес утворення білків.
Для діагностики нестачі сірки запропоновано вважати критичним співвідношення N : S для злакових культур у фазі трубкування як 14 : 1, а вміст її рухомих сполук у ґрунті - менш як 12 мг/кг.
Пшениця озима досить чутлива до реакції ґрунтового розчину. Найкраще пшениця росте і розвивається на ґрунтах з показником pHсол. = 6-7. Тому вона добре реагує на вапнування ґрунту.
Найвищі врожаї пшениці озимої отримують за сумісного застосування у сівозміні органічних і мінеральних добрив. Гній в умовах недостатнього і нестійкого зволоження в нормі 30-35 т/га вносять переважно під чисті й заняті пари та під кукурудзу на силос, де пшениця озима використовує його післядію.
Залежно від ґрунтово-кліматичних умов і сортів на кожну тонну зерна і відповідну масу соломи пшениця озима виносить з ґрунту, кг: N - 25-35, P2O5 - 10-12, K2O - 20-30. Ці величини значно залежать від вмісту рухомих елементів живлення в ґрунті, попередників, режиму вологості ґрунту, сортів. Вони є основою для розрахунку норм добрив і співвідношення елементів живлення, які значно впливають на осінній розвиток озимини, перезимівлю рослин і врожай.
Під час визначення норми і складу основного удобрення важливо враховувати їх вплив на зимостійкість рослин, яка залежать від накопичення з осені захисних речовин, насамперед цукрів, та біохімічних і фізіологічних факторів обміну речовин (стан протоплазми, накопичення вільних амінокислот, гідроліз білка тощо). Фосфорні й калійні добрива сприяють більшому накопиченню цих речовин і значно поліпшують інші фізіологічно-біохімічні показники зимостійкості рослин. Цим і пояснюється їх висока дія в основному удобренні. Фосфорні добрива дуже добре діють на дерново-підзолистих ґрунтах за оптимального їх поєднання з азотними і калійними добривами. Їх ефективність знижується на сірих і темно-сірих лісових ґрунтах у зв’язку з достатнім вмістом у них рухомих фосфатів і дефіцитом мінерального азоту.
У Лісостепу й особливо Степу в умовах недостатнього зволоження спостерігається висока ефективність фосфорних добрив. Це пояснюється тим, що чорноземи звичайні, південні та особливо карбонатні мають низький вміст рухомих сполук фосфору. За цих умов поліпшення фосфорного живлення рослин сприяє інтенсивному розвитку кореневої системи, що в подальшому зумовлює отримання більш високого врожаю пшениці.
Роль калійних добрив найкраще виявляється на легких ґрунтах. Загалом райони ефективності калійних добрив збігаються з районами дії азотних добрив. Найбільш слабко реагує пшениця озима на них на чорноземах звичайних і південних. Проте калійні добрива, хоч і в невеликих нормах, потрібно вносити на всіх типах ґрунтів, оскільки калій сприяє підвищенню зимостійкості рослин. Азотні добрива найкраще діють на ґрунтах з низькою потенційною родючістю і достатнім зволоженням, де опади не лімітують рівень урожаю (дерново-підзолисті і сірі лісові ґрунти), а період між збиранням попередника і сівбою недостатній для накопичення в ґрунті мінеральних сполук азоту за рахунок процесів амоніфікації і нітрифікації.
У південних районах, де період між збиранням попередника і сівбою пшениці озимої триває 2-3 міяці, напівпарове утримання ґрунту сприяє накопиченню у ньому рухомих форм елементів живлення, зокрема й азоту. При цьому мінерального азоту може накопичуватися надлишкова кількість. Це може привести до несприятливої як перезимівлі рослин, так і подальшої вегетації. Щоб пом’якшити негативну дію надлишкового одностороннього живлення пшениці азотом, що особливо спостерігається після чистого пару, до початку сівби вносять лише фосфорні й калійні добрива.
Під час сівби пшениці озимої після кукурудзи на силос, стерньових та інших непарових попередників поряд з фосфорними і калійними потрібно також вносити азотні добрива. Це пов’язано з тим, що в ґрунті міститься мала кількість мінеральних сполук азоту для початкового росту рослин.
Восени невисокі норми азоту потрібно вносити при пізніх строках сівби та на бідних ґрунтах після гірших попередників.
Азот позитивно діє на зимостійкість пшениці озимої лише за оптимального співвідношення з іншими елементами живлення, насамперед з фосфором і калієм. Як надлишкове одностороннє живлення рослин азотом, так і нестача його негативно впливає на накопичення цукрів у рослинах восени. У першому випадку це пов’язано з витратою їх на синтез більш складних органічних сполук у період росту рослин, а в іншому - з ослабленням процесу фотосинтезу та із порушенням загалом процесів росту і розвитку пшениці озимої в осінній період. В останньому випадку внесення азотних добрив оптимізує умови розвитку та поліпшує зимостійкість рослин.
Отже, під час складання системи удобрення пшениці озимої важливо знати умови її вирощування. В усіх випадках не можна допускати переваги азотного живлення над фосфорним і калійним у період росту пшениці. Для вирішення питання про внесення азоту в основне удобрення існує єдина думка: на ґрунтах з низьким вмістом його мінеральних форм (менш як 20 мг/кг орного шару ґрунту) вносять 20-30 кг/га азоту.
Під час вирішення доцільності осіннього внесення азотних добрив враховують такі чинники (див. табл.).
Критерії для вирішення доцільності осіннього внесення азотних добрив під озимі зернові культури (Sch?nberger H., 2006)
Передумови вирощування
|
Вносити азотні добрив
|
|
доцільно
|
недоцільно
|
|
Попередник
|
Кілька років поспіль зернові культури, високий урожай, низька доза пізнього підживлення
|
Бобові, картопля, один раз зернові, низький врожай після високої дози пізнього підживлення
|
Органічні добрива
|
Удобрення соломою
|
Гній або рідкий гній, удобрення соломою + азот мінеральних добрив
|
Обробіток ґрунту
|
Поверхневий обробіток, пізня передпосівна оранка без ущільнення
|
Ретельний обробіток стерні; завчасна передпосівна оранка
|
Структура ґрунту
|
Погана, не зріла, досить ущільнена і брилиста
|
Дуже добра стиглість, грудучкуватість
|
Умови сівби
|
Несприятливі, досить мокре або сухе насінне ложе
|
Оптимально осілий ґрунт
|
Строк сівби
|
2-3 тижні після регіонального оптимального
|
Оптимальний для регіону
|
Осіння погода
|
Досить волога і холодна
|
М’яка, з достатньою кількістю опадів
|