жито, ячмшь, буряки, картопля та Гн.); нейтральн рослини, як' не реагують на тривалють фотоперюду (гречка, кавуни).

Оптишзащя свгтлового режиму для культурних рослин у польових умовах здшснюеться за допомогою регулювання густоти рослин, розмщення рослин на площи', орГентування рядюв пошву з твночГ на твдень, знищення бур'яшв в посгвах та Гн.

1.2. Ыолог1чн1 основи рослинництва 1.2.1. Пос1в як фотосинтезуюча система

Одним з основних завдань рослинництва е ращональне використання енергп сонячних промешв. Тгльки зелен рослини мають здапнсть засвоювати кшетичну енерпю сонячного промгння i перетворювати !! в потенщальну енерпю синтезовано! ними оргашчно! речовини.

Процес засвоення зеленими рослинами свгтлово! (електромагнГтно!) енергП i використання !! для утворення оргашчних речовин з вуглекислого газу i води називаеться фотосинтезом. У процеш фотосинтезу вГдбуваеться розщеплення (фотолГз) молекул води енерпею свГтла, кисень яко! видГляеться в повГтря, а водень використовуеться для вщновлення вуглекислоти до первинного продукту фотосинтезу - простого вуглеводу, який потм перетворюеться в крохмаль та ш1ш органГчнГ сполуки. Цей процес протшае за участю багатьох ферменпв. ВГн включае дш фази: свГтлову i темнову. У першш фазГ вГдбуваеться поглинання хлорофшом i каротино!дами зеленого листка кванпв свГтла з наступним перетворенням електромагнгтно! (свГтлово!) енергП в хГмГчну. У другш фазГ засвоений вуглекислий газ вщновлюеться до вуглеводГв за рахунок енергп нагромаджених ранГше хГмГчних сполук.

Фотосинтез е складною окислювально-вгдновлювальною реакщею, загальний вигляд яко! зводиться до такого умовного рГвняння:

6СО2 + 6Н2О ^свтло С6Н12О6 + 6О2 хлорофгл

Рют, розвиток i урожайнють сшьськогосподарських культур залежать вгд гнтенсивностг i спектрального складу свгтла та тривалостг свгтлового дня.

Фотосинтетично активна рад1ащя. Сонячна радГащя складаеться з електромагнгтних хвиль рГзно! довжини, як вимГрюеться в нанометрах (1нм=10^-9м). Фотосинтетично активна радгацгя (ФАР) знаходиться в дГапазот видимо! частини спектра з довжиною хвиль 380-710 нм i забезпечуе фотосинтез рослин.

Спектральний склад свгтла суттево впливае на рют i розвиток рослин. Червот (620-720 нм) i оранжевГ (595-620 нм) промен - основний вид енергп для фотосинтезу. Вони затримують перехгд рослин до цвгтгння. Сит i фюлетовГ промен (380-490 нм.) приймають участь у фотосинтез', стимулюють утворення бшюв, морфогенез, перехгд до цвтння рослин короткого дня i затримують розвиток рослин довгого дня.

Враховуючи те, що ФАР один з найважливших факторГв продуктивност сшьськогосподарських рослин, необхгдно правильно враховувати !! розподш в час i на територп. На 1 га пошву за вегетацшний перюд, залежно вщ зони, надходить величезна кшьюсть ФАР - вщ 4,19-6,29 млрд. Дж/га в швшчних районах, до 33-40 - у твденних. Для тдвищення фотосинтетично! продуктивност культурних рослин необхгдно враховувати потенцшну продуктивнють i теоретично можлиш коефгщенти використання ФАР. Коефгщент засвоення фотосинтетично активно! радГацп (ФАР) за теоретичними тдрахунками може становити 10-18%. Разом з тим масовий коефщент корисно! дп (ККД) енергп ФАР у пошвах становить 1-1,5%. Чим вищий коефгщент використання ФАР, тим вищий урожай бюмаси. До причин зменшення коефщента використання ФАР слщ вгднести слабкий розвиток рослин Гз-за недостатньо! забезпеченосп поживними речовинами, недостатню або надмГрну волопсть грунту, загущення або зрщження пошвГв, забур'яненють полГв, пошкодження рослин шкгдниками, хворобами тощо.

Площа листковоУ поверхш пос1ву. Основними органами рослин поглинання сонячно! енергп е листя. Для оптимального проходження фотосинтезу необхгдно створювати пошви з оптимальною площею листковоХ поверхнг. Для озимих i ярих зернових, картоплц кукурудзи, коренеплодГв, соняшнику та гн. оптимальною площею листюв е вгд 40-50 до 60 тис.м на гектар. Оптимальну структуру мають т пошви, в яких площа листюв швидко збшьшуеться до 40-60 тис.м /га i довго зберггаеться на цьому рГвн в активному сташ, тобто мае високий фотосинтетичний потенцгал.

Фотосинтетичний потенщал (ФП) - узагальнений показник, який виражаеться гнтегрованою площею листково! поверхн рослин (1м /га за день). Вш може визначатись як для окремих мГжфазних перюдГв, так i для всього вегетацшного перюду як добуток плогщ листово! поверхт та дп вГдповгдного перюду. У рГзних культур i сортГв фотосинтетичний потенщал (ФП) неоднаковий.

Для визначення можливого урожаю при певному ФП необхщно знати чисту продуктивнгсть фотосинтезу (ЧПФ). ЧПФ - це показник, який означае кшьюсть абсолютно сухо! речовини, яка синтезуеться 1 м листюв за добу. Вважаеться, що в продуктивно працюючих пошвах ЧПФ досягае 5-7 г (м за добу). Це означае, що 1м листюв синтезуеться 5-7 г оргашчно! речовини за добу. При таюй продуктивност фотосинтезу для одержання врожаю зерна озимо! пшенищ 5-5,5 т/га необхгдно, щоб пошв мав ФП 2,2-2,4 млн.м (га. дГб).

Структура пос1ву. Продуктившсть фотосинтезу ютотно залежить, як уже зазначалось, вщ площГ листково! поверхш пошву, яка може регулюватись шляхом створення необхгдно! структури посгву. Це в свою чергу обумовлюе основну вимогу до величини асимшяцшно! поверхш. Вона повинна повшстю покривати поверхню грунту протягом всього вегетацшного перюду. Шд повним покриттям розумшть таку листкову поверхню рослин, коли на поверхню грунту потрапляе не бГльше 5% сонячно! радГацП, яка надходить на пошв. Однак бшышсть культур на початку i в другш половинГ вегетацП (пГсля

початку вгдмирання нижонх листюв) такого покриття не утворюе. Тому одгнею Гз ефективних можливостей бгльш повного використання ФАР е забезпечення прискореного розвитку асимшюючо! поверхш на початку вегетацшного перюду.

На морфолопчну структуру впливае не тгльки листкова поверхня, а й вертикальна структура посгву. При !! оцшщ враховують масу, кшькють, форму листя, розмщення в ярусах, кшькють рослин рГзно! висоти, ступшь проникнення сонячних промешв тощо.

Продуктивнють пошву визначаеться оптимальнютю його структури. Зрщжеш пошви поглинають сонячт промен недостатньою мГрою, в результат' чого мають невисою коефгщенти використання ФАР. З шшого боку, дуже загущен посГви з великою листковою поверхнею досить активно поглинають сонячш промеш, однак значна кшькють листюв в таких пошвах надмГрно затГнена i фотосинтез в них протГкае дуже повшьно. Отже для пГдвищення продуктивност фотосинтезу необхГдно створювати оптимальну густоту посГвГв. Важливим фактором в формуванш густоти стояння рослин на одинищ площГ е норма висгву, яку необхгдно встановлювати у вГдповГдностГ з бюлопчними особливостями культур, сортГв, родючост грунту. НизькГ i пГдвищенГ норми вишву суттево впливають на формування площи' листково! поверхнГ, а вщповщю i ФАР. Використання рослинами сонячно! енергп залежить вгд забезпечення рослин водою i поживними речовинами. Для фотосинтезу потрГбне одночасне надходження свгтла, тепла, води, вуглекислого газу i елементгв мГнерального живлення.

Для створення оптимальних умов фотосинтезу велике значення мае просторове розмщення рослин на плогщ. КращГ умови для поглинання сонячних промешв створюються при наближенш площГ живлення до квадратно!. В широкорядних пошвах цього досягають, застосовуючи пунктирну швбу при звужених мГжряддях. Так кукурудзу на силос i навГть на зерно при достатньому зволоженш можна сгяти з шириною мГжрядь 45 см.

ЗерновГ культури сгють вузькорядним способом (7,5 см). Останшм часом застосовують розосереджен - безрядш, або надвузькорядн способи швби (4-4,5 см).

Велике значення для тривалого функцюнування листково! поверхш мае пгдбГр сортГв стшких до ураження хворобами i шюдниками. Так, прапорний листок озимо! пшенищ, не ушкоджений Гржею i шшими хворобами, забезпечуе значне тдвищення продуктивност фотосинтезу

Функцп кореневоУ системи у формуванн врожаю. 1снуе прямий зв'язок мГж повгтряним i кореневим живленням рослин. Чим краще рослини забезпечен водою i поживними речовинами Гз грунту, тим штенсивнпше протшають процеси фотосинтезу.

Основним шляхом надходження до рослин води, зольних речовин i азоту е кореневе живлення. Кореневе живлення - це складний фГзюлопчний процес, що складаеться з вбирання мшеральних елементгв з грунту, перемщення !х по рослшн, участ в синтез' оргашчних сполук та використання !х у процес росту. штенсивнють надходження поживних речовин у рослину значною мГрою залежить вгд !! фГзюлопчно! активност (штенсивнють фотосинтезу, дихання, обмш речовин), властивостей грунтового розчину (концентрацгя i стввГдношення юшв в грунтовому розчшн, осмотичний тиск та реакцгя грунтового розчину). НадмГрно висою концентрацп послабляють надходження в рослину поживних речовин. Проте рГзн культури неоднаково реагують на тдвищення концентрацп грунтового розчину. ЦукровГ буряки i люцерна, наприклад, добре ростуть при вищих концентрацгях солей у груни, порГвняно з зерновими культурами.

В процес життедГяльностГ рослин кореш видГляють у грунт вуглекислоту, деяк оргашчт кислоти, а також ферменти i шши оргашчт речовини, пгд впливом яких вщбуваеться розчинення мшеральних сполук фосфору, калш i кальщю. Використовуючи кореневг видглення як джерело живлення, на коренях

та в прикореневгй зон активно розвиваються мжрооргашзми, як сприяють мобшзацп поживних елементв грунту.

Важливе значення мае коренева система як джерело поповнення поживних речовин в грунт шсля !! вщмирання i мгнералГзацп. Пюля збирання рГзних польових культур у грунт' залишаеться вгд 35-45 до 70-100 ц/га i навгть бгльше кореневих i стерньових залишюв. Так, тсля збирання багаторГчних трав щороку залишаеться в грунт 60-80 ц/га сухо! маси корешв. КореневГ рештки бобових трав i однорГчних зернобобових культур, внаслгдок фгксацп атмосферного азоту бульбочковими бактергями мютять його значно бгльше шж кореневГ рештки зернових культур. При мгнералГзацп кореневих залишюв грунт крГм азоту збагачуеться на фосфор, калгй, кальцгй та гнтш мгнеральт речовини.

Енергетична ощнка продуктивност1 пос1в1в. В систем' технологи вирощування сшьськогосподарських культур важливим е врахування енергозатрат, необхщних на проведення вшх технолопчних заходГв i акумульованих в матерГально-техшчних засобах (машини, пальне, добрива, пестициди та Гн.). При цьому враховують вмют валовоХ г обмгнноХ енерггХ (ВЕ i ОЕ) в одинищ врожаю зерна, кормГв, сировини. Стввцшошення акумульовано! в урожа! енергп Гз енерпею, затраченою на вирощування врожаю, дае змогу зробити об'ективну оцшку ефективност' технологи вирощування.

Затрати сукупно! енергп на вирощування культури, вмют енергп в урожа! здебгльшого виражають в мегаджоулях (1МДж=Дж- 10⁶) i пгаджоулях (1ГДж=Дж⁹).

Технолопя вирощування повинна бути енергозберггаючою, тобто забезпечувати мпнмальт затрати сукупно! енергп на одиницю продукцп. У рослинництвГ на одиницю затрачено! сукупно! енергп в процес вирощування культури припадае 2-7 i навгть бгльше одиниць енергп, акумульовано! в урожа!. Стввцшошення валово! енергп (ВЕ) врожаю i кшькосп сукупно! енергп (ZE),

затрачено! на його вирощування, називаеться енергетичним коефпцентом (Ек)

вирощувано! культури (Ек= —— ).

Z Кшькють валово! енергп (МДж/1 га або ГДж/га) визначають за сухою речовиною врожаю (зерно + побГчна продукщя, коренеплоди + гичка та Гн., в т/га або ц/га). Один кглограм сухо! речовини в середньому забезпечуе 16732 кДж. Добуток енергп, яка мютиться в кшограмГ сухо! речовина на кшькють юлограмГв врожаю основно! i побГчно! продукцп дае кшькють валово! енергп в кДж, акумульовано! пошвом. Наприклад, урожай сухо! маси кукурудзи на зерно (зерно + стебла + листя + стрижет i обгортки качатв) становить 165 ц/га або 16500 кг. Вмют валово! енергп (ВЕ) в цьому випадку становить 16500- 16732 = 276078000 кДж/га (276,08 тис.Мдж/га або 276,08 ГДж/га).

Затрати сукупно! енергп на вирощування сшьськогосподарських культур визначають по кожному агротехшчному заходу (лущення, оранка, енергоемнють добрив та !х внесення, весняний обробгток, швба, догляд за пошвами, збирання врожаю, очищення i сортування зерна тощо). Визначають також енергпо акумульовану в паливно-мастильних матерГалах, насшт, пестицидах, машинах i мехатзмах, транспортних засобах тощо. Сума цих енергетичних затрат складае сукупну енерггю на вирощування культури. Затрати сукупно! енергп на вирощування рГзних культур неоднаковг Так, при вирощуванш озимо! пшенищ сукупнГ затрати енергп складають 28 ГДж/га, кукурудзи на зерно - 34, цукрових буряюв - 44, кормових буряюв - 48 ГДж/га. Значна частина енергетичних затрат припадае на пальне, добрива i пестициди. Тому слщ розробляти i впроваджувати таю технологи вирощування сшьськогосподарських культур, яю б сприяли зменшенню енергетичних витрат.

В систем' технологи все бГльше значення мають вщгравати диференщйоване використання природних ресурсГв, техногенних факторГв i адаптивного потенцГалу культивованих видГв i сортГв рослин, розробка