Розділ 3 об’єкти, методи та умови проведення досліджень

1. Об’єкт дослідження та його характеристика.

Жито озиме. Жито належить до роду Secale L., що містить 13 видів, зокрема 11 диких, 1 - сорнопольовой (S. Segetale Zhukk.) і 1 - культурний ( S. Cereale L.) [14]. Озиме жито в нашій країні є другою важливою після пшениці культурою. Продовольча цінність його визначається значним вмістом в зерні білків (12,8%) та вуглеводів (69,1%). Наявність у житньому хлібі повноцінних білків, багатих на незамінні для людей амінокислоти, особливо на лізин, аргінін та ін., великої кількості легкозасвоюваних вуглеводів, а також дуже важливих вітамінів (А, В1, В2, В3, В6, РР, С), значна калорійність (1 кг житнього хліба забезпечує людину 2481,2 ккал) свідчать про його високу поживність як продукту харчування, особливо при виконанні людиною фізичної праці. Слід додати також, що з'їдаючи 500 г житнього хліба, людина повністю забезпечує себе залізом і фосфором та на 40% - кальцієм.

У складі зерна жита є ненасичені жирні кислоти, що здатні розчиняти холестерин в кровоносній системі людини, який викликає важке захворювання - атеросклероз. Завдяки цьому лікарі рекомендують людям старшого віку вживати житній хліб як профілактичний засіб від можливого захворювання

[15, 25].

Жито (Secale cereale) - різновид вульгарне, до якого належить усі культурні форми жита. Солома й колосся білого або жовтого кольору, на відміну від диких форм, колос не розламується на окремі колоски. Колоскові луски і квіткові плівки гладенькі, не опушені, без горбків та волосків на поверхні. Зерно у квіткових луках сидить відкрито або на-пів відкрито і ніколи повністю не закривається. Листкова піхва і сам листочок часто вкриті волосками, горбками, рідше - голе. Нижня частина листка гола, рідше опушена. Між піхвою і дисковою пластинкою є плівчастий язичок - лігула, іноді конусоподібної форми. Суцвіття - колос чотирьох типів: призматичний, округлий, гранчастий, і не гранчастий. Колос складається з двох квіток, дуже рідко - з трьох і більше і двох колоскових лусок, які розміщенні по боках. Квітка двостатева, форма зерна овальна або видовжена. У жита, як і інших злаків, розрізняють наступні фази розвитку: проростання дрібочи, схід, кущення, вихід в трубку, цвітіння, дозрівання[ 14, 15, 25].

Для проростання сім'я необхідно три чинники: вода, тепло і кисень. Насіння жита може поглинути до повного насичення в середньому 50 - 70% води від ваги сухого насіння. Воно може проростати при дуже низькій температурі, навіть при 0°С. Сходи озимої іржі зазвичай з'являються через 5 - 6 днів після посіву. Нирка, зростаючи, утворює так звану пір'їнку. Це - колеоптиль, усередині якого приховані зародкові листочки і конус наростання. Вихід першого зеленого листа вважається появою сходів. Підвищена температура сприяють появі над ґрунтом листа навіть раніше, ніж колеоптиль. При зниженій температурі лист і колеоптиль ростуть одночасно.

Кущення іржи. Це біологічний процес має дуже важливе значення в житті рослин, оскільки у фазу кущення у рослин утворюється втечі і стеблове коріння, тобто закладаються органи, що визначає урожай. Фаза виходу в трубку. Витягування першої міжвузловини на 5 - 6 см і появи нижнього стеблового вузла на поверхні ґрунту прийнято вважати фазою виходу в трубку. З цієї миті починаються швидке зростання стебел і розвиток колоса, ув'язненого усередині трубки листових піхв. В цей час закінчується утворення основної маси листя.

Цвітіння. До виходу тичинок з квітки зовнішня луска щільно прилягає до внутрішньої. При цьому викидаються тичинки і назовні виходить перисте рильце товкача. Цвітіння починається з квіток середньої частини колоса. Пилок, перенесений вітром на рильці іншої квітки, проростає, проникає через товкач і зливається з яйцеклітиною. На рильці своєї квітки пилок зазвичай погано проростає, і запліднення не відбувається[ 21, 22, 25,42].

Дозрівання. Оскільки колосіння відбувається не одночасно, те зерно від різних втеч формується за різних погодних умов. Розрізняються три фази дозрівання зерна - молочну, воскову і повну.

Ячмінь ярий . Ячмінь (Hordeum), рід рослин родини злакових [14]. Одно- та багаторічні трав'янисті рослини з солом'яним стеблом 50 — 110 см завдовжки. Плід — зернівка (плівчаста або гола). Близько 30 видів (за різними даними 18 — 50); поширені в Европі, Азії, Америці, Північній Африці. В Україні 7 видів, з них у культурі 2 види. В аґрономічній практиці культур ячмені належать до одного збірного виду — Ячмінь посівний (Hordeum sativum). Існують та вирощуються озимі та ярі форми ячменю [25, 42].

Зерно ячменю містить багато білку (9-12%), вуглеводів (70-75%). Вміст пентазонів 7-11%, сахарози -1,7—2%, клітковини -3,8-5,5%, жиру -1,6-2,0%, золи - 2-3%. Є також ферменти, вітаміни (групи В, D, Е, каротин). Протеїн ячменю помірної розчинності і задовільного амінокислотного складу (в 1 кг зерна міститься 5,5 г лізину, 1,7 г триптофану, 2 г метіоніну, 1,9 г цистину). Кормові властивості ячменю значно кращі, ніж пшениці. Якщо для нормальної годівлі тварин у білку ячменю не вистачає 20% лізину, то в білку пшениці - 43% [25].

Ярий ячмінь (Hordeum Sativam J.) – невимоглива до тепла рослина. Мінімальна температура проростання насіння 1-2°С, оптимальна - 5-20°С. Сходи витримують приморозки - 3-4°С, а іноді й до -6°С. Біологічний мінімум для з'явлення сходів 4-5°С. Мінімальна температура для формування генеративних органів 10-12°С. Для швидкого розвитку кореневої системи, кущіння і формування колоса (від з'явлення сходів до виходу в трубку) необхідна помірна температура в межах 12-20°С. Оптимальна температура для росту і розвитку рослин у період вегетації 18°С.

Ячмінь характеризується найвищою, серед ярих зернових першої групи, стійкістю проти високої температури (запалу), легко витримуючи підвищення її до 38-40°С. За такої температури продихи ячменю не паралізуються впродовж 25-35 год., тоді як у ярої пшениці вже через 10-17, а у вівса - навіть через 5 год., настає їх параліч. Саме тому посіви ярого ячменю поширені у південних регіонах України.

Ярий ячмінь серед хлібів першої групи найбільш посухостійкий і відзначається високопродуктивною витратою вологи на створення одиниці органічної речовини. Проте на початку вегетації в ячменю недостатньо розвинена коренева система і рослини погано переносять весняні посухи. Тому запізнення з сівбою може спричинити недружне з'явлення сходів і сповільнення розвитку рослин на пізніших фазах росту. Під час виходу в трубку, колосіння, цвітіння і початку формування зерна ярий ячмінь вимогливий до вологи, але надлишок опадів за високих температур на багатих на поживні речовини ґрунтах викликає надмірне кущіння, інтенсивне наростання біомаси, що спричинює вилягання. Ячмінь має високу повітряну посухостійкість, порівняно з пшеницею та вівсом, і більшу стійкість до високих температур і запалів. Вищі урожаї формуються на ґрунтах з високою водо утримуючою здатністю, нижчі - на ґрунтах, що погано зв'язують вологу.

Серед зернових культур це найбільш скоростигла культура, деякі сорти ячменю достигають за 75 днів, що сприяє його проникненню навіть у північні регіони.

Hordeum Sativam J має слаборозвинену кореневу систему, тому краще росте на родючих, добре забезпечених поживними легкодоступними речовинами ґрунтах. Урожайність його різко знижується на заболочених ґрунтах, недостатньо розпушених, з близьким заляганням ґрунтових вод. Разом з тим погано росте на легких піщаних ґрунтах, дуже пригнічується на кислих торфовищах (при рН < 6), а в умовах надмірно кислої реакції ґрунтового розчину (рН 3,5) сходи не з'являються. При рН < 4,5 частина рослин гине після сходів. На кислих ґрунтах навіть за високого рівня удобрення рослина не здатна засвоїти елементи живлення з ґрунту. Оптимальне рН ґрунту для ячменю - 6,0-7,3. Ярий ячмінь - цінна продовольча, кормова і технічна культура. Із зерна скловидного і крупнозерного дворядного ячменю виготовляють перлову і ячмінну крупи. Ячмінне борошно добавляють (10-15%) при випіканні житнього і пшеничного хліба. Через низьку якість клейковини хліб з чистого ячмінного борошна малооб'ємний, слабопористий, швидко черствіє. Із зерна ячменю виготовляють сурогат кави, екстракти солоду.

Найбільше ячмінь використовують на зернофуражні цілі. В 1 кг зерна міститься 1,2 кормові одиниці і 100 г перетравного протеїну. Зерно ячменю - високопоживний дієтичний корм з високим вмістом енергії для більшості тварин [42].

Кукурудза. Кукурудза - теплолюбна культура [14, 15, 21]. Мінімальна температура проростання насіння - 8-10°С, сходи з'являються за 10-12°С. При висіванні в холодний ґрунт (< 8°С) насіння проростає дуже повільно, набубнявіле насіння не сходить, різко знижується польова схожість. У фазі 2-3 листків витримує приморозки до -2°С. Сходи кукурудзи гинуть за -3°С. Небезпека повернення весняних приморозків в Україні існує і припадає один раз на 5-6 років. Якщо зниження температури (нижче -5°С) триває кілька годин, то кукурудза вимерзає незалежно від фази розвитку.

Перспективними є виведені селекціонерами біотипи кукурудзи, що здатні проростати за температури 5-6°С. Найменші ранні осінні приморозки пошкоджують листки і рослину в цілому.

Необхідно зазначити, що в останні роки, в зв'язку з поширенням кукурудзи у північні регіони, створено нові ранньостиглі гібриди. Вони відзначаються високою холодостійкістю. При зниженні температури інкрустоване насіння може лежати в ґрунті 25-30 днів і здатне прорости після потепління.

У літній період вегетації за температури 14-15°С ріст рослин сповільнюється, а за 10°С вони не ростуть.

У фазах сходи - викидання волотей оптимальна температура для росту і розвитку - 20-23°С. До появи генеративних органів підвищення температури до 25-30°С не шкодить кукурудзі. У фазі цвітіння підвищення температури понад 25°С негативно впливає на запліднення рослин. Максимальна температура, за якої припиняється ріст кукурудзи, становить 45-47°С[ 14, 15, 21, 22, 25,42].

Сума активних температур, за яких достигають ранньостиглі гібриди, становить 2100-2200°, середньоранні і середньостиглі -2400-2600° і пізньостиглі - 2800-3200°. Є декілька варіантів поділу гібридів за групами стиглості.

Вимоги до вологи. Кукурудза належить до посухостійких культур. Завдяки сильному розвиткові кореневої системи, вона використовує вологу з більшої площі і глибших горизонтів ґрунту. На формування одиниці сухої речовини вона витрачає води в два рази менше, ніж пшениця. Транспіраційний коефіцієнт 250. Проте високі врожаї зеленої маси і зерна, спричинюють більшу потребу у воді, ніж у зернових культур. За вегетаційний період кукурудза потребує 450-600 мм опадів. 1 мм опадів дає можливість одержати 20 кг зерна на 1 га[14, 15 ].

Кукурудза менш вимоглива до вологи у першій половині вегетації. До формування 7-8-го листка випадки нестачі вологи для росту кукурудзи майже не спостерігаються. Найбільше вологи для рослин потрібно за 10 днів до викидання волотей, коли йде інтенсивний ріст стебла (добовий приріст може досягати 10-14 см) і нагромаджуються сухі речовини. На цей критичний період припадає 40-50% загального водоспоживання. Через 20 днів після викидання волотей потреба у волозі зменшується.

Багато води кукурудза використовує під час наливання зерна. Вона ефективно використовує опади у другій половині літа.

Кукурудза погано переносить перезволоження ґрунту, різко зменшуючи врожайність. Через нестачу кисню у перезволоженому ґрунті сповільнюється надходження фосфору в корені, що погіршує білковий обмін.

Вимоги до світла. Кукурудза - світлолюбна рослина короткого дня. Погано переносить затінення. У надмірно загущених посівах розвиток рослин затримується, зернова продуктивність зменшується.

Рослини швидше вегетують при 8-9-годинному світловому дні. При тривалості дня 12-14 год. затягуються строки дозрівання кукурудзи. Вона потребує більше сонячної енергії, ніж інші зернові.

Вимоги до ґрунту. Високі врожаї кукурудза дає на чистих, добре аерованих ґрунтах з глибоким гумусним шаром. Вона середньовимоглива до родючості ґрунту, за правильного обробітку ґрунту та удобрення добре росте на більшості типів ґрунтів.

Оптимальна реакція ґрунтового розчину нейтральна або слабо-кисла (рН 5,5-7,0). Малопридатні для вирощування кукурудзи холодні, заболочені, кислі, важкі глинисті, засолені та торфові (де часто не вистачає міді) ґрунти [ 14, 21, 22, 25,].