2. Роль вологи у комплексі факторів урожайності

У низці основних (незамінних) факторів урожайності, таких як світло, тепло, повітря, поживні речовини, а також генетичні особливості сорту рослин та умови їхнього вирощування, особливе місце належить воді. Надзвичайно важлива роль вологи у житті і розвитку рослин пояснюється тим, що вона виконує цілий комплекс життєво необхідних функцій. Без води не може реалізуватись жоден із названих вище факторів.

Волога потрібна для проростання насіння, виведення зародка із стану спокою до активного життя і розвитку. Вода входить до складу клітин рослин. Вона створює фізіологічне середовище, в якому протікають усі складні біохімічні процеси в рослині. Вода є безпосереднім учасником реакції фотосинтезу і процесу дихання рослини. У водному розчині відбувається транспортування поживних речовин від кореневої системи до усіх органів рослини, а також органічних продуктів фотосинтезу у зворотному напрямку – від листя униз, аж до кореневої системи. Шляхом транспірації, тобто випаровування води, рослина захищає себе від перегріву в жарку погоду. Нарешті, волога – це необхідний фактор ґрунтоутворення.

Лише на проростання насіння різних культур витрачається води у 50–170 разів більше, ніж маса цього насіння. Сама рослина більш як на дві третини складається з води: у листях вміст її становить 80–90, у коренях – 70–80% сирої маси. На створення одиниці маси сухої органічної речовини рослина потребує від 300 до 800 таких самих одиниць води, при цьому більша частина її (97–98%) використовується на транспірацію.

Досліди показують, що транспіраційний коефіцієнт, тобто витрата води на одиницю маси сухої органічної речовини, залежить від температури і вологості повітря, рівня забезпеченості поживними речовинами та від інших умов розвитку рослин:

транспіраційний коефіцієнт
культура	у вологі періоди	в сухі й жаркі періоди
пшениця	320	630
ячмінь	290	620
кукурудза	160	440
люцерна, картопля, в середньому		600–700

Великі витрати води на транспірацію не можна вважати марними, оскільки при цьому, крім охолодження рослин, забезпечується також безперервний потік поживних речовин з грунту через кореневу систему до усіх органів рослин.

Безпосередньо на процес фотосинтезу йде лише близько 0, 15–0, 20% від загальної кількості води, що забирається рослиною із грунту, але саме цей процес посідає ключове місце у землеробстві, адже в ньому відбувається пряма трансформація енергії Сонця в хімічну енергію новостворюваної первинної органічної речовини, яка є основою всього органічного продукту на Землі. Усі інші статті витрат води так чи інакше обслуговують саме цей процес.

Під час фотосинтезу із двох неорганічних сполук – води і вуглекислого газу – в результаті взаємодії сонячної енергії із зеленим пігментом хлорофілом, що знаходиться в клітинах листя рослин, створюється органічна речовина. В дуже узагальненому вигляді цю реакцію можна виразити такою формулою:

6СО₂ + 6Н₂ О + світло -» С₆Н₁₂О₆ + 6О₂.

Як видно із цієї формули, в результаті фотосинтезу утво-

Таблиця 1.1. Залежність продуктивності фотосинтезу озимої пшениці від вологості грунту

		Фотосин-	Продуктивність		ККД фотосин-
Вологість	Площа	тетичний	фотосинтезу	Урожай	тетичне актив-
грунту,	листової	потенціал	(середня за	сухої	ної радіації,
%НВ	поверхні,	гектара	вегетацію),	речовини,	%
	тис. м /га	посіву,	тім' за добу	ц/га
		млн. м'/диі
Без поливу 57, 3 2, 92 3, 75 107, 0 1, 76
60 66, 3 3, 51 4, 13 140, 9 2, 26
80 74, 5 3, 85 3, 84 147, 9 2, 35

рюється молекула глюкози С₆Н₁₂О₆ (одного з простих цукрів), а також в атмосферу виділяється вільний кисень О₂. Фотосинтез – це єдине джерело кисню, необхідного для дихання усіх живих організмів на Землі. Далі шляхом складних біохімічних реакцій із простих цукрів у рослині створюються білки, жири, нуклеїнові кислоти та інші органічні сполуки.

Загальна продуктивність фотосинтезу і врожайність в цілому залежать від площі листової поверхні, яка сприймає сонячне світло, та вмісту хлорофілу в клітинах листя, тобто від стану розвитку рослин, а він, у свою чергу, за достатніх ресурсів світла і тепла визначається рівнем вологості грунту та наявністю поживних речовин у ньому. Дослідженнями встановлено, що при підвищенні рівня забезпеченості рослин вологою збільшується площа листя і підвищується в них вміст хлорофілу.

Так, за даними Херсонського сільськогосподарського інституту (нині Херсонський аграрний університет), на кукурудзі у фазі молочно-воскової стиглості вміст хлорофілу в листях за природного зволоження становив 4, 8 мг на кілограм сухої речовини, а за зрошення – 5, 5 мг і площа листової поверхні -– відповідно 47, 6 і 62, 1 тис. м² на гектар.

Про вплив вологості грунту на створення асиміляційного апарату озимої пшениці і продуктивність фотосинтезу свідчать також результати досліджень Інституту зрошуваного землеробства УААН, наведені у табл. 1.1.

Від рівня забезпечення рослин вологою залежить також ступінь використання ними поживних речовин з грунту, тобто

Таблиця 1.2 Вплив зрошення кукурудзи на ефективність добрив

Варіанти удобрення	Урожайність, ц/га		Приріст урожайності від зрошення, ц/га
	без зрошення	поливи при вологості
		грунту, 80% НВ
Без добрив 23, 8 47, 7 23, 9
Гній 20 т/га + N80P60 28, 2 71, 6 43, 4
Гній 40T/ra + N160P160 28, 8 90, 7 61, 9
Максимальний приріст
урожаю від добрив, ц/га 5, 0 43, 0

ефективність добрив. Про це свідчать, зокрема, результати дослідів Миколаївської обласної сільськогосподарської станції з вирощування кукурудзи сорту ВІР-156 на зерно (табл. 1.2).

Як видно з цієї таблиці, зрошення на фоні удобрень збільшує врожайність удвічі-втричі.

Наукові дослідження показують, що оптимальна вологість грунту, найбільш сприятлива для розвитку рослин і забезпечення їх поживними речовинами, знаходиться в межах 60–80% до ПВ. Але найбільша чутливість рослин на дефіцит вологи, коли помітно пригнічується їхній розвиток та ефективність фотосинтезу, припадає на так звані критичні періоди. Ці періоди збігаються з такими фазами розвитку рослин:

зернові (озима	пшениця, ячмінь, овес)	вихід у трубку – колосіння
кукурудза		цвітіння – молочна стиглість
соняшник		утворення кошиків – цвітіння
картопля		цвітіння – формування бульб

Із викладеного можна зробити висновок, що в умовах недостатнього і нестійкого природного зволоження, особливо в критичні періоди розвитку рослин, коли фактор вологи знаходиться в мінімумі, вирішальне значення у підвищенні родючості грунту, а разом з тим і врожайності та загальної продуктивності землеробства, належить зрошенню.