Лекція 7
Теоретичні основи інтенсивних технологій вирощування сільськогосподарських культур - основа підвищення біопродуктивності ґрунтів і якості продукції рослинництва
План
Основні вимоги та напрямки інтенсифікації рослинництва.
Оптимізація умов формування інтенсивних посівів та використання біологічного потенціалу нових сортів зернових культур.
Оптимізація структури посіву як сукупного фактора реалізації його ідеатипу та збільшення використання умов продуктивності.
Основні агротехнічні та технологічні заходи здійснення оптимізації структури і умов продуктивності інтенсивних посівів зернових культур.
Використання ефекту агрофітоценології як інтегрованого засобу біологізації інтенсивних технологій.
Розвиток трансгенних технологій.
1. Досить давно в теорії, а тепер і на практиці було зроблено кардинальний висновок, що немає іншого шляху вирішення продовольчої проблеми, як інтенсифікація рослинництва. В умовах зрослого науково-технічного потенціалу розвинутих країн досить швидко і обґрунтовано був знайдений й реалізований головний напрямок такої інтенсифікації - інтенсивні технології вирощування сільськогосподарських культур на загальних прогресивних системах землеробства.
Теоретичні узагальнення досягнень науки в усіх галузях землеробства, особливо у біології рослинництва, створення новітніх високоврожайних сортів у поєднанні з новою технікою і з новою хімією добрив та пестицидів дали можливість швидко і широко запровадити ідею інтенсивних технологій у досить широких масштабах і з небаченою раніше ефективністю. Рівень врожайності головних зернових культур світу - пшениці та рису, навіть у третіх країнах світу, подвоївся. У розвинутих країнах урожай озимої пшениці одержують на рівні 60-70 ц/га і більше.
Започаткований напрямок інтенсифікації шляхом широкого впровадження інтенсивних технологій, що спиралися, якщо не виключно, то переважно на їх технізацію і жорстку експлуатацію обмежених або непоновлюваних ресурсів продуктивності, локалізацію технічних заходів і зусиль на окремо взятих культурах при вузькій спеціалізації господарств, загрозливе зростання забрудненості навколишнього середовища під впливом тотальної індустріалізації всього світового господарства поставили під сумнів беззастережність можливостей цих технологій щодо екологічної чистоти продукції, їх природоохоронної прийнятності, економічної та енергетичної ефективності. Проте це не означає, що хоча б якоюсь мірою похитнулася безальтернативність самої ідеї інтенсифікації рослинництва і сільського господарства в цілому шляхом застосування інтенсивних технологій. Просто ми є свідками народження і здійснення нових вимог до інтенсивних технологій. Вони мають бути і можуть бути лише гармонізованими. Тобто на першому плані залишається збільшення виробництва продукції рослинництва в цілому за рахунок інтенсивних факторів. Але обов’язково такої продукції, яка б відповідала найвищим стандартам екологічної чистоти, продовольчої та кормової якості. Мають бути значно зменшені, оптимізовані й гармонізовані ресурсні витрати (природні та людські) на кожну одиницю продукції рослинництва, що неможливо без розробки і реалізації нових вимог, нової стратегії і тактики здійснення все тих же інтенсивних за характером технологій її виробництва.
Загальноприйнятою є формула екологічної сприйнятливості, екологічної нешкідливості інтенсифікації рослинництва та його інтенсивних технологій по відношенню до всіх елементів навколишнього середовища, насамперед до такого безцінного й вразливого, яким є ґрунт з усіма його тонкощами процесів життєдіяльності. Зрозуміло й те, що при цьому технології мають залишатися максимально продуктивними, тобто власне інтенсивними.
Рослинництво має бути інтенсивним за рахунок найбільш повного використання унікальної здатності рослин до біологічної акумуляції космічних (сонячнарадіація, клімат) факторів продукт-ивності (перша вимога) в поєднанні з такою ж самою ефективністю використання геологічних (ґрунт, водні ресурси) факторів (друга вимога). Саме в поєднанні та забезпеченні системними заходами землеробства, агротехніки, технології може бути реалізований той із найефективніших підходів інтенсифікації рослинництва, що виникає на межі синтезу біологічних можливостей угрупувань культурних рослин та агрокліматичного потенціалу території з усіма її ландшафтними особливостями. При більш широкому підході мова може йти про інтенсивні агроекосистеми зон або регіонів, а в масштабах конкретних господарських формувань, де фактично впроваджуються інтенсивні технології, - перш за все про інтенсивні агроландшафти. Одним з важливих аспектів підвищення реалізації біологічної продуктивності агроландшафтів є інтенсифікація рослинництва в межах і на основі природозахисних систем землеробства з контурно-меліоративною організацією території.
Якби з самого початку ідеологія інтенсифікації рослинництва та практика здійснення інтенсивних технологій врахувала вище перелічені та інші комплексні та інтенсифікаційні фактори і вимоги не тільки до рівня продуктивності, але й до якості, включаючи екологічну чистоту продукції, то не виникло б теперішніх проблем і того несприятливого в масовій свідомості відношення до її наслідків. Повсюдно не виникало б частково обґрунтоване, а то й упереджене негативне ставлення до продукції інтенсивних технологій, як надмірно насиченої і неприйнятної для харчової та кормової промисловості. Наука і практика відреагувала на це пошуком шляхів удосконалення традиційних технологій рослинництва, коли хімічні засоби не застосовувалися б зовсім, або в незначних кількостях. Так виникла, а тепер уже і закріпилася ідея систем біологічного землеробства та технологій біологічного рослинництва.
Доведено, зокрема в США, Німеччині, що біологічне землеробство та рослинництво навіть при найкращих системах їх ведення менш продуктивне на 25-30%, ніж інтенсивні технології. Одержана при цьому продукція дорожча. З цього погляду біологічні системи землеробства та біологічні технології рослинництва можуть становити абсолютну альтернативу інтенсивним, хіба що стосовно продуктів дитячого харчування та елітарного попиту. В цілому ж з огляду на напруженість продовольчої проблеми має спрацювати принцип так званої “золотої середини”. В перспективі основним напрямом підвищення продуктивності рослинництва має стати поєднання найкращого, як в інтенсивних, так і в біологічних технологіях. Саме такий напрямок, що одержав термінологічне визначення біологізованих інтенсивних технологій набуває обґрунтованої ваги і розвитку.
2. Науково обґрунтоване вирішення питання оптимізації умов формування інтенсивних посівів та використання біологічного потенціалу нових сортів спирається на закон незамінності та рівнозначності факторів продуктивності рослин, взаємодію цих факторів від простої до складносумарної (синергетичної). Воно повинно бути диференційованим щодо масштабу оптимізації і її характеру, відносно цілей інтенсифікації рослинництва, можливостей регульованого впливу агротехнічних і технологічних заходів. Максимально сприятливо і повно повинні створюватися і використовуватися ті умови, фактори і параметри інтенсивних посівів, що забезпечують найвищий рівень продуктивності посівів, прийнятий рівень екологічної чистоти та споживчих якостей продукції, працюють ми енергозбереження антропогенних за походженням енергоресурсів.
Через удосконалення структури посівів зернових культур можна реалізувати найвищий біологічний потенціал зернового господарства в кожній зоні або регіоні. Бо тільки на шляхах пошуку найбільшої відповідності біологічних потреб та можливостей тієї чи іншої культури щодо агрокліматичних і грунтових умов може бути успішно здійснена їх біологічна адаптація.
На зонально-регіональному рівні можлива і необхідна крупномасштабна оптимізація створення та використання загального агрокліматичного й грунтового потенціалу інтенсифікації зернового господарства. Особливе значення тут мають зональні і регіональні заходи регулювання водного балансу територій (зрошення, осушення, залісення), меліоративного поліпшення не тільки природно кислих грунтів, але й тих, де тепер значно погіршилася їх родючість.
Одним з варіантів такого підходу до підвищення біопродуктивності агроландшафтів без шкоди для екологічної чистоти продукції є оптимізація основних природних умов формування високопродуктивних посівів зернових культур у ґрунтозахисних контурно-меліоративних системах землеробства, які дають можливість підвищити ресурс інтенсифікації виробництва зернових за показниками їх врожайності на 20-30%. Загальнооптимізаційні заходи цієї системи супроводжуються скороченням застосування хімічних засобів для інтенсивного вирощування зернових та інших культур і поліпшують екологічну чистоту продукції.
Цілком природно, що загальний рівень біокліматичного потенціалу та його складових забезпечує можливість досить високого рівня інтенсивного рослинництва та його зерногосподарської галузі. Бездефіцитним, практично для найвищого рівня інтенсифікації виробництва зернових, є потенціал сонячної радіації як з точки зору теплового балансу, так і балансу фотосистетично-активної радіації, а також нормального розвитку рослин. Ґрунти України і за наявності природно менш родючих ґрунтів Полісся, західних передгірних районів в цілому забезпечують країні місце серед найродючіших регіонів світу. Проте все це лише передумови інтенсифікації. Самі ж її умови та наслідки їх реалізації створюються і здійснюються лише у відповідно сформованих посівах.
На біолого-рослинницькому та агротехнічно-текнологічному рівнях формування інтенсивних посівів зернових культур передбачено оптимізацію досить широкого спектру умов, факторів і параметрів, що в сукупності та взаємодії можуть. забезпечити їх високу продуктивність у поєднанні з належним рівнем якості продукції.
У сучасному науковому забезпеченні загально визнаним, обґрунтованим і зручним є розгляд і здійснення підходу до оптимізації умов формування інтенсивних посівів за допомогою концепції ідеального типу (ідеатипу) рослини та ідеального типу посівів. Вона передбачає оптимізацію практично всіх умов та факторів інтенсифікацій продукційного процесу рослини та її біологічних (фізіологічних, біохімічних, біометричних) параметрів, що забезпечують їх найбільш повне (у принципі ідеально повне) використання і відтворення на рівні кінцевої продуктивності посіву (сукупності ідеальних рослин).
У структурі створення і забезпечення ефективного функціювання ідеатипу посівів зернових культур найважливішою складовою є генетично обумовлений потенціал сорту з усіма його властивостями щодо продуктивності та можливостей використання умов інтенсивного продукційного процесу.
Потенціал продуктивності нових, інтенсивних сортів, став чи не найголовнішим фактором біологізації рослинництва. Завдяки виведенню та впровадженню у виробництво нових низькостеблових з міцною соломиною напівкарликових і карликових сортів вдалося в значній мірі позбутися вилягання їх високопродуктивних посівів.
За даними досліджень і практичних результатів, чистий ефект оптимізації сортового складу зернових досягає 20-50 ц/га, а врожайність понад 70 ц/га, особливо за інтенсивних технологій їх вирощування.
Зростаюча кількість та різноманітність адаптованих для різних зон інтенсивних сортів зернових культур, оптимізація інтенсивних посівів за сортовим складом стала не тільки бажаною, але й можливою. Так, зернове господарство України має можливість використовувати понад 40 високопродуктивних сортів лише озимої пшениці. Це дає можливість у кожному господарстві вирощувати декілька аналогічних за рівнем продуктивності, але гетерогенних за реакцією на зміну погодинних умов року та особливостей конкретного поля, сортів.
Є і більш ефективний шлях поєднання продуктивності декількох чи багатьох сортів. Йдеться про вже доведену значну ефективність міжсортових сумішок зернових культур, особливо тих, що мають значний набір порівняно гетерогенних за основними властивостями та біологічно сумісних сортів.
3. Зрозуміло, що якими б не були властивості сорту, вони залишаються лише генетичним проектом ідеатипу рослини, а тим більше ідеатипу посівів. Щоб цей проект став реальністю, необхідно в мовній мірі відтворити весь потенціал продукційної та репродукційної структури сорту в кожній окремій рослині та в їх сукупності - посівів, біометричні й пов’язані з ними фізіологобіохімічні складові цієї структури при всій їх різноманітності мають досить чітку системну ієрархічність та зворотність зв’язків, що дає широку можливість регулюючого оптимізаційного впливу на всю їх сукупність. Саме такий підхід дав можливість визначити науково й експериментально встановити найголовніші параметри ідеатипу рослин і посіву, кількісні їх характеристики й основні джерела впливу засобами інтенсивних технологій. Такими параметрами насамперед є оптимальна густота рослин на одиниці площі та залежні від неї структура й ефективність фотосинтетичного асиміляційного апарату, щільність репродуктивних елементів.
Густота рослин є не тільки каркасом просторової побудови надземної частини посівів, а й їх кореневої системи. Тому саме оптимізовані за кількістю та рівномірністю розміщення рослин і їх структурних елементів посіви здатні забезпечити рівномірний доступ до речовин та енергетичних джерел ґрунтового й повітряного живлення, повне їх використання, що має особливе значення у зменшенні екологічної напруги при впровадженні інтенсивних технологій.
При цьому основним в оптимізації структури посівів залишається забезпечення більш високої ефективності тієї частини сонячної радіації, що має пряме відношення до фотосинтезу, тобто фотосинтетичної активної радіації (ФАР). Тим більше, що саме тут зосереджені значні невикористані резерви підвищення продуктивності рослинництва в поєднанні з його екологізацією навіть за найбільш ефективних сучасних технологій. При теоретично можливому рівні використання ФАР 8%, середніми за врожайністю посівами зернових культур використовується лише до 1%, а за інтенсивних технологій - до 3-4 відсотків.
Розрахунки показують, що підвищення коефіцієнта викор-истання ФАР на 1,5-2% знаходиться в межах можливостей потенціалу продуктивності вже існуючих сортів та інтенсивних технологій їх вирощування і відкриває шлях до перспективи підвищення врожайності зернових до 150 ц/га.
Зрозуміло, що це потребує в першу чергу підвищення рівня та оптимізації режиму мінерального живлення, зокрема азотного, яким визначається більшість оптимізаційних параметрів інтенсивних посівів.
Особлива складність оптимізації азотного живлення зернових зумовлюється відносно високою загальною потребою у цьому елементі живлення інтенсивних посівів у поєднанні з великою різноманітністю його участі в багатьох найважливіших складових продукційного процесу. Все це потребує дуже тонких механізмів регуляції кількості та часу надходження азоту. Створення нерегульованих запасів азоту ґрунту та мінеральних добрив з розрахунку на певну потребу програмовано високих врожаїв зернових культур несприйнятне за інтенсивних технологій як у зв’язку з дуже значною його фізіологічною активністю по відношенню до рослин, так і підвищеною рухомістю в ґрунті, що призводить до втрати його запасів. Крім того, значні запаси азоту в ґрунті є екологічно шкідливими. Тому при розробці та впровадженні інтенсивних технологій необхідним є дозоване застосування азотних добрив, яке поступово удосконалювалося як у технологічному відношенні, так і у відношенні до все більш точного та біологічно обґрунтованого, з прив’язкою до біометричних ознак росту, та розвитку рослин, визначення часу найбільшої потреби в ньому. Встановлено, що частина потреби в азотному живленні для формування високих показників якості зерна може бути задоволена безпосередньо за рахунок позакореневого живлення. В результаті створюється і здійснюється концепція роздрібненого застосування азотних добрив у системах інтенсивних технологій вирощування зернових культур. Вона включає чіткі розрахунки загальної потреби азоту на програмований урожай з урахуванням конкретних агрохімічних визначень надходження азоту з ґрунту. Внесення його з мінеральними добривами чітко дозується залежно від потреб у кожний окремий період росту й розвитку рослин, від фактичного стану посівів та ходу продукційних процесів і погодних умов. Уточнення доз внесення здійснюється за результатами оперативно проведених ґрунтової та листової діагностики. Удосконаленню оптимізації азотного живлення і срияє і те, що час потреби у підживленнях визначають не залежно від сукупного поняття фаз розвитку рослин, а за окремими етапами органогенезу.
В зв’язку зі специфічною реакцією зернових навіть на оптимізоване азотне живлення не завжди вдається збалансувати ростові процеси з репродуктивними, внаслідок чого інтенсивні посіви стають вегетативно обтяженими, нестійкими проти вилягання. Як показали результати досліджень, застосування таких рекомендованих препаратів, як тур і кампозан не тільки підвищує стійкість інтенсивних посівів проти вилягання, але є значним за ефективністю заходом загального поліпшення багатьох фітометричних параметрів їх і сруктури, які позитивно впливають на величину і якість врожаю. Під їх впливом підвищуються площа листової поверхні, насичення їх хлорофілом і якість зерна. Тобто застосування ретардантів, крім спеціального призначення, виконує ще й загальні оптимізаційні функції підвищення продуктивності посівів. У зв’язку з хімічною нестійкістю цих ретардантів та з ретельним дотриманням рекомендованих доз і строків їх застосування загрози екологічного забруднення практично не виникає.
4. Кожна культура і навіть сорт мають знайти своє місце у науково обґрунтованих сівозмінах на основі їх господарської спеціалізації. Саме таким сівозмінам належить виняткова роль у здійсненні загальних принципів біологізації та екологізації рослинництва, його інтенсивних технологій. Науково обґрунтоване чергування культур у сівозмінах є головним у забезпеченні і підтриманні фітосанітарного благополуччя полів, джерелом збагачення корисної ґрунтової мікрофлори, органічних речовин грунту, підтримання на оптимальному рівні загального балансу вологи в межах не тільки сівозміни, а й всього агроландшафту зі агроекосистеми.
Дотримання, система основного й передпосівного обробітку Грунту, які спрямовуються на відтворення і підтримання його пі рономічноцінної структури, щільності, вологозбереження, найпо-внішого і найкращого загортання добрив та решток попередника, сприяє впровадженню грунтозахисних контурно-меліоративних систем.
Система удобрення ґрунтується на розрахунках врожаїв по кожному елементу живлення з урахуванням їх запасів в ґрунті, коефіцієнтів використання поживних речовин, енергетичної дії, включати основне та стартове удобрення, підживлення. Фосфорні й калійні добрива розраховують і вносять переважно як основне удобрення. Доцільність основного внесення азотних добрив встановлюють за результатами аналізу ґрунту. При розробці й здійсненні всієї системи удобрення в сівозмінах під зернові більше уваги, ніж під інші культури, приділяється увага використанню нових форм простих і складних добрив та їх промислових тукосумішок, розчинів, суспензій.
Для здійснення оптимізаційних параметрів посівів за показниками густоти рослин зернові висівають в оптимальні строки на задану глибину загортання насіння з рівномірним його розподілом на всій площі в рядку способами точного висіву.
Догляд за посівами включає, крім роздрібненого внесення азотних добрив, ще й заходи інтегрованого захисту рослин від бур’янів, шкідників, хвороб та вилягання. На посівах кукурудзи до цієї системи включають окремо, чи в поєднанні із застосуванням пестицидів, міжрядний обробіток ґрунту. Для якісного їх здійснення велике значення має організація посівів з використанням технологічних колій. На посівах зернових застосовують лише штангові широкозахватні обприскувачі, обладнані вітрозахисними пристосуваннями, дрібнокраплинними розпилювачами та відсікачами. їх застосування ґрунтується на забезпеченні найсучаснішою технікою та організаційною базою, включаючи спеціалізовані сховища, розчинні механізовані пункти, безпечні засоби доставки робочих розчинів до агрегатів.
Велике значення має своєчасне та якісне проведення всього комплексу збиральних робіт, спосіб та час їх проведення.
Досліджені й рекомендовані виробництву заходи щодо удосконалення структури та умов формування високопродуктивних посівів зернових культур дають можливість на основі впровадження інтенсивних технологій довести інтенсифікацію їх виробництва за показниками врожайності, якості й екологічної чистоти до досить високого рівня (табл. 4).
У цілому у 8-пільній сівозміні з 75% зернових культур завдяки інтенсивній структурі посівів одержано 60 ц/га зерна з сівозмінної площі та 81,1 ц/га кормопротеїнових одиниць з досить високою білковою забезпеченістю завдяки наявності в сівозміні поля інтенсивного посіву гороху.
5. Якими б не були значними можливості оптимізації структури посівів і сортів, сам потенціал їх продуктивності в значній мірі обмежується однобічністю фізіолого-біохімічних складових цього потенціалу, неповнотою використання природних і агротехнічних факторів продуктивності. В цілому все це призводить до меншої адаптивності окремо взятої культури чи сорту, різкого зниження їх продуктивності при погіршених погодних умовах, виникненні інших біотичних та абіотичних стресових ситуацій. У зв’язку з цим в одновидових чи односортових посівах можуть швидко поширюватися хвороби аж до рівня епіфітотій. Однотипність структури їх посівів, однобоке наповнення просторових об’ємів фітометричними елем-нтами структури зменшують безпосередність контакту з джерелами живлення, нездатні до достатньо активного формування і використання елементів фітоклімату. Зіставлення цих недоліків, зведених до окремої культури чи сорту агроекосистем, з життям і реакціями природних фітоекосистем породило свого часу ідею штучного створення спочатку багатовидових, а потім і багатосортових посівів сільськогосподарських культур, тобто ідею агрофітоценології.
В основу ідеї і практики агрофітоценології покладено створення таких культурних посівів із різних видів культур чи їх сортів, які мають свої особливості продукційного процесу та використання умов продуктивності, є більш врожайним, але ні біологічно, ні агротехнічно не викликають значних ускладнень щодо технології вирощування.
Одним із найголовніших принципів цієї моделі є використання різних за висотою сортів у такому співвідношенні, щоб головним компонентом був менш високорослий сорт. Для цього його висівають нормою висіву, що становить 75% оптимальної для чистого посіву, або ж навіть повною нормою (100%). Насіння доповнюючого компонента (більш високорослого) додають відповідно в кількості 50 або 25% також від повної норми його висіву в чистих посівах.
У разі застосування трикомпонентної сумішки два доповнюючі сорти- компоненти домішують нормою висіву по 25% від повної. Збільшення на 25% загальної норми висіву в сортосумішках є одним із обгрунтованих принципів їх формування. Поєднання в сортосумішках різних за висотою сортів роблять з врахуванням і інших їх біологічних властивостей, зокрема стійкості проти вилягання, ураження хворобами та шкідниками, реакції на погодні умови, показників якості зерна, збігу строків достигання тощо.
Сформований в такий спосіб багатоярусний міжсортовий агрофітоценоз озимої пшениці дає можливість цілеспрямовано конструювати практично всі морфофізіологічні властивості та ознаки, що в сукупності й забезпечують підвищення врожайності та якості зерна таких посівів за рахунок більш повного використання, а частково і поліпшення багатьох факторів продуктивності, в першу чергу - природних.
У міжсортових агрофітоценозах чи не найповніше реалізується фітометричний потенціал кожного з сортів-компонентів щодо їх індивідуального й сукупного для посіву асиміляційного апарату, поліпшення його просторової структури та оптичних властивостей, значно, але в межах оптимізовано ефективної норми збільшується площа листкової поверхні посіву, забезпечується пошарове її розміщення, підвищується насиченість просторового обсягу посіву в цілому хлорофілом, якій забезпечують більш повний контакт ^ прийняття та перетворення енергії ФАР. За багаторічними даними, коефіцієнт використання ФАР у кращих із досліджених сумішок зростає на 10-15%. Цілому сприяє й те, що в сумішках раніше створюється оптимальний асиміляційний апарат, продовжується час його активного функціонування. З гетерогенністю структури посіву та підвищеним його насиченням елементами морфоструктури рослин гієно пов’язане поліпшення фітоклімату та його окремих складових. Ураження рослин у сумішках кореневими гнилями зменшувалося на К-24,5%. Вилягання або зовсім не виникало, або зменшувалося на .1-3 бали. Зростання стійкості проти хвороб та вилягання, крім іншого, зменшує пестицидне навантаження інтенсивних технологій і відповідно сприяє одержанню екологічно більш чистої продукції нижчої собівартості.
У цілому застосування науково обґрунтованих міжсортових агрофітоценозів озимої пшениці забезпечувало щорічні прирости врожаю зерна по відношенню до чистих посівів у середньому на 3- 8 ц/га, зростання його стійкості на 2-3%, підвищувався вміст сирої клейковини, поліпшувалися показники хлібопекарних якостей. У сумішках зростав на 13-15% коефіцієнт енергоекономічної ефективності інтенсивних технологій вирощування озимої пшениці.
Тепер у світовій і вітчизняній практиці всі рекомендовані виробництву інтенсивні технології вирощування культур обов’язково супроводжують конкретними системами біологічного (агробіологічного) контролю, до якого включають детальний опис ознак посіву, ґрунту та інших елементів середовища як об’єктів спостереження, можливий список оптимізаційних заходів, приведення цих показників до планових нормативів.
Така система, зокрема для зернових культур, добре опрацьована і широко впроваджена в господарствах України. В ній передбачена перевірка та облік якості насіння, його протруювання, контроль передпосівного режиму ґрунту, та якості його підготовки і проведення сівби.
Критерієм оцінки стану посівів на І-ІІ етапах органогенезу є густота сходів, інтенсивність кущіння, фази розвитку рослин (табл. 5). Встановлюють доцільність, дози і строки азотного підживлення, потребу та кількість обробок пестицидами, враховуючи економічні пороги їх шкідливості. Взимку проводять обстеження озимих зернових культур прискореними методами або відбором монолітів і за життєздатністю рослин розраховують ймовірність пошкодження посівів від вимерзання, льодової кірки, вимокання, випрівання. Про стан посівів можна судити також за величиною конуса наростання і візуальною його оцінкою: у живих рослин він білий з зеленуватим відтінком, тургорний; у пошкоджених - мутний або жовто-білий; у загиблих - коричневий. У нормально розвинутих рослин озимої пшениці довжина його становить 0,4, а озимого жита - 0,6 мм.
В кінці III етапу органогенезу за густотою та інтенсивністю кущіння рослин, часом відновлення весняної вегетації озимих зернових культур уточнюють дози і строки внесення ретардантів для запобігання вилягання посівів. За допомогою ретардантів у свою чергу регулюють густоту продуктивного стеблостою як одного із важливих елементів продуктивності зернових.
На IV, V і VI етапах органогенезу визначають потенційну продуктивність за результатами контролю формування колосків і квіток у колосі, а на X і XI етапах здійснюють контроль за реалізацією потенційної і фактичної продуктивності.
Найбільш ефективним методом управління розвитком елементів продуктивності зернових є підживлення азотом. Підбираючи дози і строки його внесення, можна регулювати інтенсивність кущіння рослин, поліпшити формування елементів колосу, зменшити редукцію стебел і підвищити якість зерна.
Ефективність агробіологічного контролю залежить від можливості корегувати розвиток рослин, що забезпечує максимально повне використання продуктивності високоінтенсивних сортів і ресурсного потенціалу.
6. Трансгенні рослини - це рослини в які введено нестатевим шляхом певні гени, завдяки чому в даних культур появляються нові корисні властивості (ознаки). Це можуть бути гени і інших рослин, бактерій, тварин, людини. Сучасні технології генної інженерії відкривають в цьому плані величезні можливості: рослини стають більш стійкими до хвороб, шкідників, зростає їх врожайність, вони більш пристосовані до зовнішніх умов вирощування.
Дослідження в галузі генної інженерії розпочаті в Україні в 70-х роках. В 1974 році створена лабораторія, яка пізніше перетворилась у відділ, на базі якого був створений Інститут клітинної біології і генної інженерії. Перші публікації по рослинах стійких до вірусних захворювань, з’явились в Україні в кінці 80-х років. Спільно з російськими вченими були отримані трансгенні сорти, стійкі До X- вірусу картоплі. Враховуючи, що Х-вірус не основна проблема вирощування картоплі в Україні, а причиною зниження врожаїв залишаються колорадський жук і фітофтороз, то роботи в цьому плані не знайшли широкого впровадження .
Першою країною, яка широко ввела трансгенні культури у промислове виробництво був Китай, де у 1992 році було засіяно 100 акрів тютюну стійкого до вірусу огіркової мозаїки. У 1994-95 роках був створений тютюн із подвійними якісними ознаками (стійкість до вірусу огіркової мозаїки і до вірусу тютюнової мозаїки), який після детальних досліджень зайняв своє чільне місце на ринку сільськогосподарської продукції. Перевагами використання вірусостійкого тютюну в Китаї став ріст врожайності листя з 5 до 7%, зменшення кількості обробок на 2-3 проти 7. Інсектициди тепер використовуються для контролю попелиці, яка переносить віруси огіркової і тютюнової мозаїки.. Зменшення застосування інсектицидів не тільки підвищує ефективність ведення галузі тютюнництва, але і зменшує техногенний вплив на навколишнє середовище.
В 1996 році бавовну у Китаї вирощували на 4,72 млн. га з валовим виробництвом 4,2 млн. тонн. Це найбільш важлива і
економічно вигідна культура в Китаї. Раніше площі під бавовною сягали 6.7 млн. га, але через шкоду бавовняної совки їх довелось зменшити на 30% (4,7млн.га). В 1992 році втрати від бавовняної совки склали 1,2, а у 1998 році - 1,0 млрд. доларів.
З метою зменшення втрат вченими Китайської Академії сільськогосподарських наук розроблено 10 трансгенних видів бавовни, які випробовувались на 17 ділянках. В 1997 році Комітет по біотехнологіях Міністерства сільського господарства затвердив виробниче використання цих культур і в 1998 році ними було засіяно 10 тис. га. Результат вирощування Bt бавовни - економія на одному і гектарі 145-182 долари США.
Сьогодні Китай володіє вірусо-стійкими сортами томатів, які широко використовуються в сільському господарстві країни .
За виключенням Китаю протягом 1996-1998 років в восьми країнах світу відбулося 15-кратне збільшення загальних площ зайнятих трансгенними культурами. Кількість країн, які промислово вирощують трансгенні культури зросла з п’яти в 1997 році (США, Аргентина, Канада, Австралія, Мексика) до восьми в 1998 році, коли в Південній Африці, Іспанії і Франції вперше розпочалося вирощування трансгенних культур.
У 1998 році:
США вирощували трансгенні культури на площі 20,5 млн. га (14% світової площі), це кукурудза стійка до комах і гербіцидів (12тис. га), соя з покращеними олійними якостями (10.0 тис. га ), папайя - стійка до вірусу (200га);
Аргентина - 4,3млн.га (15%) - кукурудза стійка до комах (17тис.га), бавовна стійка до комах (8тис.га);
Канада-2,8 млн. га (10%);
Австралія - 0,1 млн. га (1%);
Мексика, Іспанія, Франція, і Південна Африка, в кожній з яких близько 100 тис. га (4%).
Порівняно із. 1997 роком у 1998 році в США збільшили площі під трансгенними культурами в 2,5 рази, одержавши від 10 комбінацій “сільськогосподарська культура - якісна ознака” значний економічний прибуток. У 1998 році площі під соєю зросли майже в З рази, кукурудзою до 8 млн.га; на 50% зросли площі під бавовною стійкою до гербіцидів.
В Аргентині площі під трансгенними культурами збільшились проти 1997 року у 1998 році в 3 рази з 1,4 до 4,3 млн. га. Тут вирощували сою стійку до гербіцидів, Вt: бавовна, Вt кукурудза.
Канада дещо зменшила площі під трансгенними культурами в цілому збільшивши площі під ріпаком стійким до гербіцидів.
В 1998 році в Австралії було засіяно біля 80 тис. та Вt бавовни (на 20% більше ніж у 1997 р.).
Мексика займається вирощуванням бавовни, стійкої до комах і гербіцидів. Загальна площа порівняно з 1997 роком у 1998 під бавовною зросла в три рази (з 15 до 40 тис.га).
Південна Африка, Іспанія, Франція поповнили список країн, які вирощують трансгенні культури. У 1998 році в Іспанії посіяно 20 тис. га., а в Франції 2 тис. га Вt кукурудзи. Південна Африка під баво-вну стійку до шкідників виділила 12000 га. Таким чином, в 1998 році трансгенні культури вирощувались на 6 континентах світу. На 22 тис. га вони висівались у країнах ЄС, що саме по собі є проривом їх у Європу.
Із всієї наявності трансгенних культур протягом 1996-1998 років найбільшого поширення набули соя і кукурудза, бавовна і ріпак. Відповідно у 1998 році вони займали 52, 30, 9 і 9%. Разом з тим цим культурам належить 99% світових площ трансгенних культур, 1 % займала картопля стійка до колорадського жука.
Соя в 1998 році займала 14,5 млн. га., або її площі порівняно з попереднім роком зросли з 46 до 52%. Збільшення її площі в 2,9 рази було порівняно із іншими культурами найбільш значним. Такий ріст викликаний тим, що в США площа під стійкими до гербіцидів сортами сої зросла з 3,6 млн. га в 1997 році до 10,0 млн. га в 1998, в Аргентині на 3,0 млн. га, в Канаді до 40 тис. га, або в 4 рази.
Кукурудза зберігала II місце займаючи 8,3 млн. га., або 30% світової площі під трансгенними культурами. В порівнянні із 1997 роком світова площа Вt кукурудзи виросла на 5,1 млн.га або в 2,6 рази. В США площа під трансгенною кукурудзою збільшилась до 4,5 млн. га., Канаді до 300 тис. га, Аргентині 17 тис. га, Іспанії 20 тис. га, Франції - 2 тис. га.
Площі під трансгенними сортами бавовни у 1998 році збільшились проти 1997 року з 1,4 до 2,5 млн. га (+1,1 млн. га), проте в загальних площах вона перемістилася з 13% в 1997 до 9% в 1998 році. Зменшення частки площ під бавовною є відображенням росту площ, зайнятих під соєю і кукурудзою. В 1998 році грансгенну бавовну вирощували США, Австралія, Мексика, Китай, Аргентина, Південна Африка. США лідирують по вирощуванню трансгенної бавовни. Площа вирощування бавовни в Австралії - 80 тис. га, Мексиці - 40 тис. га.
Основна частина трансгенного ріпаку вирощувалась в Канаді - 2,4 млн. га. в 1998 році проти 1,2 в 1997.
У 1998 році введено в культуру трансгенну папаю (8 культура) стійку до вірусного гниття, яка випробувана на 200 га на Гавайях.
Протягом останніх років зусилля генетиків спрямовані на виведення сортів з ознаками стійкості до гербіцидів і шкідників. 3\4 всіх трансгенних площ в 1998 році було зайнято під культурами і стійкими до гербіцидів, а 28% — стійких до шкідників. На долю культур, які поєднують в собі два цих показники припадає 1 % площ.
Стійкість до гербіцидів у сортів висунули їх на перше місце по посівних площах. У 1998 році вони займали 19,8 млн. га (71% і світової площі на відміну від 63% в 1997 році).
Відбулось розширення площ під трансгенними сортами і стійкими до гербіцидів в США, Канаді, Мексиці і Австралії. А також стійкі до шкідників сорти були апробовані в Іспанії, Франції, а також Китаї, Південній Африці, Аргентині. Найбільший ріст площ під культурами стійкими до шкідників відбувся в США на 3,8 млн. га до 7,3 млн. га в 1998 році, з яких 20 тис. га займає картопля стійка до колорадського жука, та Вt бавовна.
В Канаді площі під трансгенними Вt культурами зросли більш ніж в 2,5 рази, в основному під кукурудзою стійкою до шкідників і 5000 га Вt картоплі.
В Австралії вирощується стійка до шкідників лише бавовна, приблизно 80 тис. га.
В Мексиці площі посівів Вt: бавовни стійкої до шкідників у 1998 році зросли майже в 3 рази, з 15 тис. га до 40 тис. га. Крім того стійкі до шкідників Вt культури розпочались висіватись в Китаї, Іспанії, Франції, Південній Африці і Аргентині.
Із загальних площ зайнятих трансгенними культурами стійкими до шкідників 84% - кукурудза, 13 - бавовна, 3 - картопля. На США таких площ припадає - 94%, Канаду - 4%, Іспанію, Францію, Південну Африку, Аргентину і Мексику - 2%.
Збільшення площ під трансгенними сортами зумовлено такими причинами.
Стійка до гербіцидів соя забезпечує:
більш гнучку організацією сівозміни, яка в основному зводиться до вибору пріоритетів;
зниження з 10 до 40% застосування гербіцидів, які використовуються під наступні після трансгенних сортів культури, що справляє значний позитивний вплив на навколишнє середовище;
кращий контроль бур’янів;
краще збереження вологи і контроль ерозії;
середнє зростання врожайності на 4,7% протягом 1996-97 років;
чистий дохід в 1997-98 роках у розмірі 29,64 долари/га.
В( кукурудза сприяла:
ефективному контролю за кукурудзяним метеликом, який
важко контролювати інсектицидами;
росту врожайності в середньому на 9% в 1996 і на 7% в 1997 роках;
чистому доходу 67,3 долари на гектар в 1996 році і 42,0 в 1997 році.
В 1996 році в США вирощування трансгенних культур принесли виробникам прибуток в 128 млн. доларів від Вt бавовни, 19 млн. від Вt кукурудзи, 12 млн. від стійкої до гербіцидів сої. В цілому це забезпечило 158 млн. доларів по країні. В 1997 році -336 млн. В Канаді прибуток від трансгенних культур в національному масштабі становив в 1996 році-5, 1997- 53 млн. доларів.
Протягом 1995-1998 р.р. об’єми продажу трансгенних культур стрімко збільшувались. Якщо в 1995 році у світі їх реалізовано на 15 млн. доларів, то в 1996 - 235 млн. доларів, 1997 - 670 млн. доларів, в 1998 - 1,2-1,5 млрд. доларів, або за 4 роки об’єми зросли в 20 разів. Очікується, що у 2005 році буде отримано від реалізації трансгенних культур біля 8 млрд., а в 2010 до 25 млрд. доларів чистого прибутку.
Домінуючою ознакою компаній, які займаються біотехнологією, є їх злиття в союзи і об’єднання. За останні три роки компанії, які займаються трансгенними культурами, насінням, отрутохімікатами і природничими науками утворили більше 25 спільних союзів, вартість яких оцінюється в 15 млрд. доларів. Генна інженерія стає надзвичайно важливою для розвитку індустрії, що безумовно породжуватиме створення нових компаній, союзів, альянсів.
Трансгенні культури отримали значний розвиток в приватному секторі індустріальних країн, причому більша частина площ зайнятих трансгенними культурами знаходиться в північних країнах. Китай був першою країною, яка впровадила трансгенні культури. Аргентина - лідер у використанні трансгенних культур, теж саме відбувається в Мексиці і Південній Африці. Важливість вирощування трансгенних культур для країн, що розвиваються, пояснюється трьома причинами:
ці країни від впровадження трансгенних культур одержать більше вигоди ніж в Канаді і США завдяки більшій кількості площ;
врожаї сільськогосподарських культур значно нижчі ніж у США (кукурудзи в З, рису в 2 рази);
важливо, що для таких країн з населенням 800 млн. проблема забезпечення продуктами харчування досить значна, а з урахуванням росту населення в ближчі 10 років врожайність за рахунок введення трансгенних культур тут можна збільшити з 10 до 1 і частково зменшити дефіцит продовольства.
В кінці 1998 року Франція, Великобританія, Данія ввели мараторій на використання трансгенних культур. Австрія, Люксембург і Греція видали заборону на використання певних і амур і продуктів в 1998 році. Австрія і Люксембург заборонили Вt і курудзу, а Греція - генетично видозмінений ріпак.
Таким чином, країни Північної Америки (США, Канада), Аргентина, Бразилія стрімко розширюють площі вирощування трансгенних культур. Цим шляхом ідуть Китай, Австралія, Мексика, Південна Африка, Іспанія, деякі країни східної Європи. Очікується, що і найближчі роки площі під трансгенними сортами становитимуть 10-50 млн. га.
Суспільне визнання, включаючи маркування продуктів армування вироблених з генетично модифікованих рослин ш пишається і надалі одним із найважливіших факторів, які можуть сприяти сприйняттю трансгенних культур в країнах Євросоюзу. Розширення площ вирощування трансгенних культур триває, різниця інше полягає в тому, що на зміну існуючих агрономічних показників прийдуть культури з якісно вищими якісними показниками, які приятимуть зростанню поживності продуктів харчування, значно покращать кормову цінність кормів, забезпечать високу якість провини для промислового виробництва товарів з метою насичення ними народногосподарського комплексу власних країн.