рослинництво

полів. Вона буває в перші роки, внаслідок значної засміченості орного шару насінням бур’янів; 3) небезпека посилення шкодочинності шкідників і хвороб. Спостерігається при порушенні технологій вирощування культур та сівозмін. Її профілактика полягає у правильному застосуванні технологій і високоякісному виконанні збиральних та інших робіт на полях; 4) несистемність виконання технологічних операцій. Ґрунтозахисні технології мають свій набір технологічних операцій і потребують правильного їх здійснення. Порушення виникають, коли в традиційних технологіях 1-2 технологічні операції замінюють на нові, а інші залишаються від старої технології. Тоді різко знижується ефективність технології й нічого грішить на новітні технології, оскільки вони в повному наборі технологічних операцій не застосовувалися; 5) несвоєчасність виконання технологічних операцій. Ґрунтозахисні технології потребують своєчасного виконання технологічних операцій. Порушення цих вимог призводить до посилення шкодочинності шкідників, бур’янів і хвороб, погіршення ґрунтових режимів та недобору врожаю; 6) некомплектність машин і знарядь. Для впровадження ґрунтозахисних технологій потрібний набір машин щодо їхнього технічного забезпечення, перелік їх наведено вище; 7) психологічна непідготовленість спеціалістів. Психологічний бар’єр і настороженість до новітніх технологій пояснюються консервативністю землеробства. Подолати його можна спілкуванням із господарствами, які вже впровадили ґрунтозахисні технології, або своїм досвідом, при порівнянні в полі традиційних і новітніх технологій.

Технічною основою широкого виробничого впровадження ґрунтозахисних енерго-, ресурсо- і вологозберігаючих технологій є формування раціональних комплексів машин та створення нових агрофільних знарядь.

Енергозбереження. Сільське господарство України є значним споживачем енергетичних ресурсів, що великою мірою позначається на собівартості виробленої продукції. Тому енергозбереження для нього має велике значення. Традиційна технологія вирощування культур, яка базується на застосуванні оранки, в середньому за сівозміну використовує 100-120 кг/га/рік паливно-мастильних матеріалів. Якщо площу ріллі сільськогосподарських підприємств в Україні прийняти за 30 млн. га (без присадибних ділянок) і перемножити на витрати паливномастильних матеріалів на 1 га, то це виразиться в 3-3,6 млн. тонн на рік, але ж витрачається менше. Тому через нестачу пального порушується агротехніка, частину ріллі господарства перевели в переліг. Не маючи

371

достатньо паливно-мастильних матеріалів, вони спрощують технології вирощування культур, ігнорують найбільш енергоємні технологічні операції, що впливає на врожайність вирощених культур та їх валове виробництво.

У світовій науці й практиці уже близько трьох десятиріч розробляються і впроваджуються прийоми мінімалізації обробітку ґрунту, що обумовлює значне енергозбереження. Цей прийом і задуманий був як шлях до збереження енергетичних ресурсів. Але також виявилося, що мінімалізація обробітку ґрунту посилює інтенсивність ґрунтоутворення в агроценозах та підвищує врожайність сільськогосподарських культур. Вона дає змогу меншими витратами засобів виробництва одержати вищий урожай сільськогосподарських культур.

Основою енергозбереження в землеробстві є мінімалізація обробітку ґрунту, яка дозволяє збільшити ширину захвату ґрунтообробних машин і зменшити витрати пального. Мульчування поверхні ґрунту післяжнивними рештками дає можливість значно зменшити кількість технологічних операцій, що також забезпечує економію паливномастильних матеріалів. Таким чином, організаційним заходом по енергозбереженню є застосування новітніх ґрунтозахисних енерго-, ресурсо- і вологозберігаючих технологій, які поряд з енергозбереженням, значно підвищують урожайність сільськогосподарських культур і знижують собівартість вирощеної продукції, яка стає конкурентоспроможною на внутрішньому і світовому ринках (рис. 21).

Рис. 21. Комбінований агрегат для мульчуючої системи

землеробства Thorit Lemken

372

Світова тенденція в мінімалізації обробітку ґрунту принесла свої плоди – зниження собівартості вирощеної продукції. У Канаді, в сільськогосподарських провінціях Альберта, Монітоба і Саскачеван, розмір сільськогосподарських ферм досягає 6-8 тис. гектарів. Це не дивує, оскільки в усьому світі відбувається концентрація сільськогосподарського виробництва. Але вражає те, що всі землі ферми обслуговує одна людина – фермер, і тільки на період збирання врожаю він наймає двох тимчасових працівників.

АТЗТ ”Агро-Союз” з часу своєї організації (1996 р.) зразу перейшло на мінімальний обробіток ґрунту на глибину 4-5 см.

За період, який минув, господарство подвоїло врожайність культур: від 24-30 до 50-60 ц/га. Однак не це дивує виробничників. До організації товариства радгосп ”Дружба”, на базі якого воно було створено, на 7 тис. га ріллі мав 80 механізаторів. АТЗТ ”Агро-Союз” зменшило їхню кількість до 18, а потім – до 12 осіб. У даний час на основі мінімального обробітку ґрунту і широкозахватної техніки близько 8 тис. га ріллі в господарстві обслуговують лише шість механізаторів. Така тенденція життєво необхідна для всієї України.

Використання зазначеної тенденції в усіх господарствах України дасть можливість зменшити витрати пального у землеробстві від 3,0-3,6 до 0,9-1,05 млн. тонн, тобто від 100-120 до 30-35 л/га. Це дасть змогу економити пальне на Україні у галузі землеробства в розмірі 2,1–2,55 млн. тонн.

Науково обґрунтованим є поєднання мінімального обробітку з ”нульовим”, тобто сівбою в необроблений ґрунт. Наші ґрунтовокліматичні умови дозволяють теж встановити таке співвідношення: 6070% – мінімального обробітку і 30–40% сівба у необроблений ґрунт. Це також є резервом подальшого енергозбереження, тому що за ”нульового” обробітку ґрунту ми виключаємо 1-2 технологічні операції, на які раніше використовувалося пальне.

Таким чином енергозбереження – один із резервів зниження собівартості. Продукція ж із низькою собівартістю – це умова для її конкурентоспроможності на внутрішньому та світовому ринках.

Питання для самоконтролю:

1.Альтернативне землеробство та його значення в рослинництві.

2.Що таке адаптація рослин?

3.Особливості біологічного (альтернативного) землеробства.

4.Охарактеризуйте основні складові біологічного землеробства.

373

5.Органобіологічне землеробство та його значення.

6.Біодинамічне землеробство.

7.Класифікація сільськогосподарських культур за реакцією на альтернативні методи вирощування.

8.Основні положення ведення землеробства на біоекологічних принципах.

9.Система точного землеробства та його принципи.

10.Ґрунтозахисні технології вирощування культур.

11.Що є основою органічного (природного) землеробства?

12.Охарактеризуйте особливості використання соломи в якості сухого сидерату.

13.Безпестицидні технології вирощування польових культур, їх застосування.

14.Енергозбереження при впровадженні сучасних технологій вирощування.

374

РОЗДІЛ 9. АДАПТИВНІ ТЕХНОЛОГІЇ ВИРОЩУВАННЯ

ОСНОВНИХ ГРУП КУЛЬТУР

9.1. Зернові культури

Загальна характеристика та значення зернових культур.

Зернові культури світового землеробства представлені трьома ботанічними родинами: Тонконогові (Poacea) (Злакові Graminea) –

пшениця (Triticum L.), жито (Secale L.), тритикале (Triticosecale), ячмінь (Hordeum L.), овес (Avena L.), кукурудза (Zea L.), сорго (Sorghum Pers.), просо (Panicum L.), рис (Orysa L.); Гречкові (Polygonaceae) – гречка (Fagopyrum esculentum Moench); Бобові (Fabaceae, Leguminosae) – горох посівний (Pisum sativum L.), квасоля звичайна (Phaseolus vulgaris L.), соя культурна, або щетиниста (Glycine hispida Maxim.), боби кормові (Faba vulgaris Moench.), люпин (Lupinus L.), нут культурний (Cicer arietinum L.), сочевиця культурна, або харчова (Lens escylenta Moench.), чина посівнa (Lathyrus sativus L.).

Зернові культури становлять понад 70% всіх продуктів харчування людства. Пріоритет їх вирощування у всьому світі зумовлений транспортабельністю, високою продовольчою та кормовою якістю та можливістю зберігати їх на протязі кількох років. Запаси зерна – є стратегічним запасом продовольства у будь-якій країні.

Зернові культури мають:

І) Продовольче значення обумовлене: 1) оптимальним співвідношенням для засвоєння людським організмом та організмом тварин азотистих речовин (білків) до безазотистих (вуглеводнів) ≈1:6 (фізіологічний оптимум). Для порівняння це співвідношення у картоплі – 1:10; бобових – 1:1-2; м’ясі – 1:0,25.

2)транспортабельністю (можливість завантаження та перевезення на будь-якому виді транспорту) та стійкістю до зберігання (зерно може на протязі 2-5 років не втрачати своїх якісних характеристик);

3)можливістю випічки хліба із борошна пшениці, жита, тритикале, завдяки наявності клейковини (специфічна група білків, яка забезпечує еластичність та пружність тіста, збереження його форми при випічці та збільшення об’єму).

4)можливістю виробництва круп; традиційно до круп’яних культур відносять просо, рис, гречку, хоча із зерна будь-якої злакової культури можливо виробляти крупи.

375

ІІ) Кормове значення: 1) зерно і продукти його переробки є концентрованим кормом для всіх видів тварин. Здебільшого на корм використовують зерно кукурудзи, ячменю, вівса (еталон кормової цінності – 1 кормова одиниця);

2)за рахунок високорослості та накопичення біомаси кукурудзу (найчастіше), сорго, жито озиме використовують для виробництва силосу і на зелений корм;

3)солома зернових використовується як грубий корм, а ряд культур вирощують для виробництва сіна (овес, сорго).

ІІІ) Технічне значення:

1)виробництво крохмалю із зерна (рис, кукурудза – здебільшого);

2)виробництво спирту (пшениця, кукурудза, рис – здебільшого);

3)виробництво пива (ячмінь – головна культура для пивоваріння, хоча в світі для цього також використовують рис, кукурудзу, овес);

4)виробництво рослинної олії із зародків (кукурудза, пшениця, овес, рис).

Співвідношення продовольчого (пшениця, жито, просо, гречка)

іфуражного зерна (ячмінь, кукурудза, овес):

Україна – 65:35

Угорщина – 46-50:50-54

Великобританія – 37-40:60-63

США – 30:70

Проблеми виробництва зерна:

1)незбалансованість структури виробництва продовольчого і фуражного зерна (≈5 млн. т перевитрата по причині незбалансованого раціону с.-г. тварин);

2)втрати від збирання до переробки ≈5-8 млн. т;

3)перевитрата насіння при сівбі (низька якість) ≈ 0,1 млн. т. Зернові культури поділяються на дві біологічні групи: озимі і ярі

форми, а за рядом біологічних особливостей на хліба 1 групи (колосові – пшениця, жито, ячмінь, тритикале, овес) та хліба 2 групи (просовидні – кукурудза, сорго, просо, рис).

Зернові злакові культури. Характеристика вирощування зернових культур в Україні та світі. Зернові культури є основою всього сільськогосподарського виробництва, адже зерно – основний продукт харчування людини, основний концентрований корм для тварин і сировина для переробної промисловості.

У світі зернові займають величезні площі: пшениця – 216 млн. га, рис – 146,5, кукурудза – 131,5, ячмінь – 73,5 млн. га.

376

Україна довго була одним з постачальників зерна на європейський ринок. Та ось протягом останньої чверті двадцятого століття зерна не вистачало для забезпечення власних потреб, його закуповували близько 5 млн. т щорічно. На сьогоднішній день, у зв’язку з економічними труднощами в країні, спостерігається тенденція до зменшення обсягів виробництва. Так, у найкращі 1990 та 2008 роки в Україні було зібрано більше 51 млн. т зерна, а в 1996 – лише 24,57 млн. т.

В Україні площа посіву зернових культур у сприятливі роки сягає 15,5-16,5 млн. га, або 45-50% загальної посівної площі.

Стабільний середньорічний валовий збір зерна в Україні можливий

вобсязі 60,3 млн. т, що повністю забезпечить внутрішній ринок і відкриє значні експортні можливості. Під зернові та зернобобові культури щорічно слід відводити близько 15 млн. га (70% ріллі). Середня щорічна врожайність 40,2 ц/га дасть змогу отримувати необхідний обсяг продукції. 77% валового збору зерна в Україні буде забезпечуватися трьома культурами – озимою пшеницею, ярим ячменем і кукурудзою.

Найпоширенішою зерновою культурою в Україні є озима пшениця, посіви якої займають залежно від року 6,4-7,3 млн. га землі. До 90% площ її зосереджені у степовій та лісостеповій зонах і лише близько 10% – у поліській. Друге місце за площами посіву належить ярому ячменю, який в окремі роки висівають на 3,5-4 млн. га. Вирощують його, як і озиму пшеницю, переважно в Степу й Лісостепу. Третє місце – за зерновою кукурудзою, посівні площі якої часто перевищують 1,5-2 млн. га і розміщені переважно у степовій та лісостеповій зонах. Інші зернові злакові культури (жито, тритикале, овес, яра пшениця, озимий ячмінь, просо, рис, сорго) висівають в Україні на площі, яка

врізні роки коливається в межах 2,5-3,5 млн. га.

Озиме жито, тритикале і овес поширені переважно на Поліссі та в Лісостепу; озимий ячмінь – в районах Степу; просо – в усіх зонах України; кукурудза на зерно – в Степу й Лісостепу; рис і сорго – у степових районах.

Зерно і солому багатьох зернових культур використовують як сировину у переробній промисловості. Із зерна виробляють крохмаль, спирт, пиво, декстрин, глюкозу, фітин тощо; із стебел – папір, целюлозу, деревний спирт, картон, поташ та ін. Солому й полову зернових культур і стебла кукурудзи використовують як грубі корми. Зернові культури забезпечують тваринництво також зеленими кормами,

377

силосом, сінажем, сіном.

Основне значення зернових культур полягає в тому, що вони є не тільки безпосередньо необхідними і незамінними продуктами харчування людей (хліб, крупи, макаронні, кондитерські та інші вироби), а й найважливішим фактором забезпечення людей висококалорійною їжею тваринного походження – м’ясом, салом, молоком, яйцями та іншою продукцією.

Отже, головна роль у виробництві зерна належить зерновим злаковим культурам, які мають ряд спільних ознак.

Ботанічна та морфологічна характеристика злакових зернових культур. Хлібні культури відносяться до родини злакові – Poaceae (Gramineae), яка входить до порядку тонконогоцвіті – Poales, класу

однодольні – Liliopsida, відділу покритонасінні – Magnoliophyta.

Коренева система зернових злаків мичкувата, основна маса якої розміщується у верхньому (на глибині до 25 см) шарі ґрунту. У злаків розрізняють первинні, або зародкові, та вторинні, або стеблові, корені. Зародкові корені утворюються під час проростання з насінини, а вторинні – з підземних і надземних стеблових вузлів та найбільше – з підземного стеблового вузла – вузла кущіння. На відміну від первинних, які відразу ростуть вглиб ґрунту, вторинні корені спочатку ростуть горизонтально, а потім заглиблюються в ґрунт. Зародкові та стеблові корені дуже розгалужуються і утворюють кореневу мичку.

В нормальних умовах розвитку хлібні злаки мають більш розвинену вторинну кореневу систему. Основна роль у формуванні вторинної кореневої системи належить кореням, які утворюються підземними стебловими вузлами, особливо, з вузла кущіння. Також деякі хлібні злаки (кукурудза, сорго) досить часто розвивають із надземних стеблових вузлів повітряні, або опірні, корені, які відіграють в основному механічну роль у підтриманні стебла.

Загальна довжина коріння злаків сягає великих розмірів. Так, у рослин пшениці вона становить близько 10 км і проникає у ґрунт на глибину 1,5 м. У кукурудзи та сорго коренева система проникає у ґрунт на глибину 2,0-2,5 м, в озимих пшениці, жита, тритикале – до 2,0 м, в рису – на глибину до 60 см.

Стебло злаків – циліндрична, розділена вузлами, у більшості порожниста (пшениця, жито, тритикале, ячмінь, овес) або виповнена серцевинною паренхімою (кукурудза, сорго, деякі різновидності проса) соломина.

Стебло може мати від 5-7 міжвузль (пшениця, жито, ячмінь та ін.)

378

до 20 та більше (кукурудза, сорго).

Ріст стебла інтеркалярний і відбувається за рахунок поділу й росту клітин вузлів та у більшості хлібів продовжується до кінця цвітіння. Стебло може утворювати бічні пагони з підземних стеблових вузлів, верхній з яких називається вузлом кущіння, а саме явище – кущінням. Крім того, стебла сорго, проса здатні до галуження.

Під час кущіння на стеблі закладаються надземні вузли з дуже короткими міжвузлями і зачатковим колосом. До початку інтенсивного росту у фазу виходу в трубку довжина надземної частини стебла і колоса вимірюється сантиметрами.

Висота хлібних злаків за сприятливих умов росту досягає 1-2 м (найбільша у жита і найменша у ячменю), у кукурудзи та сорго – 2-4 м і більше.

Листок зернових злаків складається з листкової піхви й листкової пластинки і утворюється на кожному вузлі стебла. Листкова піхва захищає стебло від пошкодження та надає йому стійкості проти вилягання. У нижній частині листка утворюється потовщення – листковий вузол, який охоплює стебло над стебловим вузлом. У місці переходу листкової піхви в пластинку є тонка плівка, яка називається язичком. Язичок перешкоджає попаданню сторонніх тіл, води, шкідників у середину листкової піхви. З обох сторін язичка на краях листкової пластинки утворюються вушка, які закріплюють піхву на стеблі.

За такими морфологічними ознаками, як вушка і язичок, розрізняють хліба до утворення рослинами суцвіть. Слід мати на увазі, що нормального розвитку язичок і вушка досягають у фазі кущіння.

Суцвіття в хлібних злаків двох типів: колос (пшениця, ячмінь, жито, тритикале) і волоть (овес, просо, рис, сорго). Кукурудза утворює два види суцвіть: зверху волоть з чоловічими квітками, а в пазухах листків жіноче суцвіття – качан.

Колос складається із стрижня, який є продовженням стебла і колосків, що розміщуються на його виступах. У волоті стрижень галузиться на гілочки, на закінченнях яких знаходяться колоски.

Колосок злакових зернових культур має дві колоскові луски і квіт-ки. Колоскові луски захищають від пошкоджень квітки, а потім зерна, які в них розвиваються. Колоски бувають одно-, двота багато-квітковими.

Кожна квітка складається з зовнішньої, або нижньої, і внутрішньої лусок, між якими розміщується маточка з дволопатевою пірчастою приймочкою та три тичинки (в рису – шість). Саме на зовнішній квітковій лусці у остистих форм знаходиться остюк. Колоскові та

379

квіткові луски злаків дуже різняться між собою і є важливими ознаками для визначення виду цих рослин. Квітки у хлібних злаків, за винятком кукурудзи, двостатеві.

Плід хлібних злаків – зернівка, яку часто називають зерном. У ячменю, вівса, проса, рису, сорго зернівки переважно вкриті квітковими лусками (плівками) і їх називають плівчастими. У пшениці, жита, кукурудзи зернівки голі.

Зернівки пшениці, жита, тритикале, ячменю, вівса на черевному боці мають поздовжню борозенку. Протилежний бік зернівки називається спинним.

За розміщенням у колоску в зернівці розрізняють нижню і верхню частини. У нижній частині зернівки з спинного боку розміщений зародок. У верхній частині насінини пшениці, жита, вівса є чубок, який складається з коротеньких волосків. У деяких хлібів він є досить характерною систематичною ознакою для розпізнавання видів та сортів.

Розміри зернівки визначають, вимірюючи їх довжину, ширину і товщину. Довжина зернівки – це відстань від її основи до верхнього кінця, ширина – відстань між боковими сторонами і товщина – відстань між спинним і черевним боками.

Насінина злакових культур складається із зародка, ендосперму та двох оболонок: внутрішньої – насінної та зовнішньої – плодової, які щільно зрослися між собою. Плодова оболонка утворюється із стінок зав’язі. Під нею розміщені два шари насінної оболонки, що утворюється з оболонок насінного зачатка. Між зародком, який містить первинні корінці і стебельця, та ендоспермом знаходиться щиток, що являє собою сім’ядолю зернівки. Зародок у різних хлібів не однаковий. У пшениці, жита, ячменю його маса становить 1,5-3%, у кукурудзи – 10-14% маси зернівки.

Хімічний склад зерна різних зернових культур відрізняється (табл. 45).

Розрізняють злакові рослини самозапильні (пшениця, ячмінь, овес, рис, просо) і перехреснозапильні (жито, кукурудза, сорго). Цвітіння триває від 3-4 днів у вівса і до 6-10 – у пшениці.

В Україні та країнах Східної Європи загальноприйнятою є класифікація стадій розвитку зернових культур, як і фаз росту, за Ф.М. Куперман. За цією класифікацією виділяють дві стадії органогенезу рослин – стадію яровизації та світлову стадію. Нормальне проходження стадій розвитку рослиною є необхідною умовою для її переходу до цвітіння і плодоношення.

380