Межі агрокліматичних зон невпинно рухаються на північ. Це змушує селекціонерів соняшнику інтенсивно працювати над адаптацією гібридів до нових умов.
За агрокліматичним районуванням майже половина території України розташована в зоні недостатнього зволоження та в помірнопосушливій зоні. Варіювання погодно-кліматичних умов відбивається в мінливості врожайності соняшнику, яка 2017 року, за даними Мінагропроду, становить 1,6 т/га (для порівняння: у 2016-му — 2,2 т/га). А в розрізі основних агрокліматичних зон вирощування соняшнику варіювання врожайності сягає 0,60–1,05 т/га.
З початку 1980-х рр. ХХ ст. й дотепер у світі простежується доволі стрімка тенденція до зростання середньорічної температури повітря. На початку ХХІ ст. вчені дійшли висновку про підвищення глобальної температури на 0,3 °С кожне десятиліття, отже, до 2025 року прогнозовано її підвищення на 1 °С, а до 2100 року — на 3 °С.
Це варіант майбутнього. А ось за останні 50 років учені встановили зрушення меж головних агрокліматичних зон (дуже посушливої, посушливої й недостатнього зволоження) на сході країни в північніші райони. Зокрема, на сході північна межа помірнопосушливої зони у 1960-ті рр. умовно проходила південніше Харкова на відстані до 100 км. На початку ХХІ ст. — перемістилася на північ від Харкова.
Протягом ХХ ст. в середньому по території України приріст температури становив 0,8 °С. Основна тенденція зміни клімату — потепління в зимовий період і суттєве перевищення температурного оптимуму, сприятливого для росту й розвитку сільськогосподарських рослин, а також зростання частоти та тривалості періодів спекотної погоди в липні й серпні. Різкі погодні перепади, нерівномірність розподілу опадів упродовж вегетаційного періоду, посуха й спека впереміш з опадами у вигляді зливових дощів — такі неприємні тенденції обіцяють учені господарям на землі.
Холодний стрес як лакмус
Стійкість будь-якого рослинного організму проти абіотичних стресів кількісно змінюється в онтогенезі: вона найнижча в молодому віці (проростки, сходи), далі поступово підвищується до достигання насіння. Проте впродовж вегетації кілька разів суттєво знижується.
Різке зниження температури в квітні й травні 2017 року призвели до загибелі ранніх посівів соняшнику в Київській, Сумській, Чернігівській та інших областях. Довелося значні площі пересівати. Взагалі-то соняшник на стадії сім’ядолей здатний витримувати короткочасні зниження температури нижче за 0 °С. З появою справжніх листків ця властивість втрачається. Як зазначають фахівці, результати селекції соняшнику на холодостійкість значно скромніші, ніж на посухо- та жаростійкість. Тому питання є відкритим. Нині вчені в пошуку генотипів, які холодостійкі на ранніх стадіях розвитку (до 2–3-х пар справжніх листків), що забезпечить успішність ранньої сівби. Просування соняшнику на північ також передбачає пошук стійких до низьких температур генотипів, але вже на стадіях дозрівання.
Холод і снігопади на ранніх етапах вегетації соняшнику за умови оптимальних строків сівби в наших краях швидше виняток, ніж правило. У південних районах країни насіння соняшнику, що проростає, часто потрапляє під дію високих температур, а за умови пізніх строків сівби — під дію дуже високих температур. Це може призвести до зменшення кінцевої врожайності, навіть якщо надалі для рослини будуть створені оптимальні умови. Оцінювання проростків гібридів на стійкість до високих температур — це частина сучасного селекційного процесу, яка до того ж розв’язує проблему виділення стійких до високих температур дорослих рослин завдяки певному збігу стійкості на різних етапах онтогенезу.
Весняне зниження температури виявило й іншу проблему. На великих площах посіви соняшнику масово уразилися «невідомою хворобою», що призвела, наприклад, до зрощення сім’ядольних листків у трубку, потворностей рослин упродовж їх подальшого розвитку. Виходячи із зовнішнього вигляду рослин, невідома «хвороба» — це наслідки негативного впливу застосованих на посівах гербіцидів, фітотоксичну дію яких несподівано загострили такі несприятливі умови.
Чинник посухо- та жаростійкості
Проте основним абіотичним чинником за ступенем негативного впливу на сільське господарство є посуха. Під її дією перебуває близько третини всіх орних ґрунтів у світі. Специфічні особливості будови соняшникової рослини (коріння, стебла, листків, кошика) вигідно вирізняють його від багатьох сільськогосподарських культур за посухо- та жаростійкістю.
Посухостійкість соняшнику можна забезпечити кількома шляхами. Це, насамперед, регулювання тривалості вегетаційного періоду гібрида, завдяки чому від посухи можна «втекти». Тобто рослина має закінчити головні «критичні» періоди свого життєвого циклу до настання «піку» стресових умов. Так, червень — період активного росту соняшнику. Від появи кошика до цвітіння соняшник проходить сім дуже важливих етапів, зокрема закладання генеративних органів квітки. Це найвідповідальніший період, упродовж якого формуються елементи суцвіття та гамет, закладаються основи майбутнього врожаю. Вплив температури понад +25 °С на зачатки суцвіття соняшнику призводить до скорочення кількості функціональних квіток. У таких умовах генотипи з коротким періодом від сходів до цвітіння «програють» — потерпають від стресових умов. Багаторічні спостереження й облік урожайності гібридів в умовах північної частини помірнопосушливої зони Україн и (Харківська обл.) продемонстрували різний ступінь зниження їхньої врожайності в стресових умовах, який залежав від групи стиглості. За зростання середньої максимальної добової температури червня на 4 °С (від 25 до 29 °С) втрати врожайності групи скоростиглих гібридів досягли 0,63 т/га, а це майже п’ята частина від максимальної отриманої впродовж періоду спостережень. Водночас втрати врожайності гібридів середньоранньої групи були вполовину меншими — 0,30 т/га. Отже, скоростиглі гібриди мають більший шанс бути зачепленими ранньою посухою, що анулює інші позитивні моменти їх вирощування.
Для умов посушливих зон України оптимальною для формування генеративних органів й отримання максимального врожаю соняшнику визначено температуру +23+25 °С, яку зазвичай супроводжують комфортніші умови зволоження. Внаслідок негативного впливу посухи, високих (понад +25 °С) та дуже високих (понад +30 °С) температур повітря перед цвітінням знижується життєздатність пилку та його здатність до запилення. Найвищих значень температура повітря досягає в липні-серпні, що збігається з періодом цвітіння соняшнику. Умови 2017 року не були винятком. За показником абсолютного максимуму температури повітря спостерігали періоди, коли вона перевищувала +38 °С, що призводило до стерильності пилку та «вигорання» приймочок квіточок соняшнику (фото 1). Результат — зменшення кількості насіння, що зав’язалося, аж до повної його відсутності.
|
|
Фото 1. Екстремально високі температури та сонячна інсоляція в період цвітіння призвели до стерильності пилку та «вигорання» приймочок квіточок соняшнику. Фото 2. Завдяки оберненому донизу кошику можна уникнути його нагрівання, а відтак і подальшої стерильності пилку |
Вихід у цій ситуації — це вибір генотипів, що мають такі особливості: продукують велику кількість пилку; пилок і маточки мають підвищену стійкість до високих температур. У районах із дуже високими під час цвітіння температурами переважають гібриди з вдалим розташуванням кошика (оберненим донизу), що дозволяє уникнути нагрівання генеративних органів (фото 2).
Серпень є періодом інтенсивного наливу насіння, коли формується насіннєва оболонка, утворюються й інтенсивно ростуть сім’ядолі, у яких накопичуються продукти фотосинтезу. Соняшник найчутливіший до водного й теплового стресів у період від 12 до 19 доби після цвітіння. В таких умовах, безумовно, виграють генотипи з коротким періодом вегетації, що закінчили вказані важливі процеси до початку несприятливих умов.
Проте використання скоростиглих гібридів суттєво утруднюється залежністю продуктивного потенціалу генотипів від тривалості їх вегетації. Це співвідношення часто описуться прямолінійною залежністю, а врожайний потенціал генотипів різко знижується мірою скорочення тривалості їх вегетації. Тому таку велику увагу селекційні компанії приділяють скоростиглим і раннім гібридам, що здатні формувати врожай на рівні більш пізньостиглих або переважаючи їх.
Водокористувачі проти водоспоживачів
Рання посуха, пізня посуха… Як спрогнозувати умови на рік? Тому й рекомендовано висівати «конвеєр» гібридів, застосовуючи принаймні 3–4 з різними характеристиками.
Уникнути соняшнику зневоднення дозволяють насамперед морфологічні особливості рослини. Так, глибина проникнення кореневої системи в ґрунт (до 3–4 м, як стверджують довідники) дозволяє використовувати вологу із шарів, недоступних для багатьох інших рослин. Тому соняшник можна назвати рослиною-«водоспоживачем». Класичний зразок такої соняшникової рослини — старі сорти заввишки 2,5 м і з величезним листям. Такі сорти на формування біомаси використовують води майже удвічі більше, ніж зернові культури. Нині селекція рухається вперед дуже інтенсивно, і сучасні гібриди набувають інших властивостей. Селекційні компанії, наприклад, представляють низькорослі гібриди, для яких властивою є ознака посухостійкості. Для таких гібридів характерний інший шлях уникнення зневоднення. Мета досягається розумною витратою води порівняно меншим за розміром рослинним організмом зі зміненими особливостями фізіології та зниженням транспіраційного коефіцієнта. Тому сучасний соняшник поступово перетворюється на рослину-«водокористувача» (відчуйте різницю). До того ж рослина має не перегрітися на спеці, не посилити процеси дихання та спрямувати потік поживних речовин не на підтримання свого життя, а на формування високого врожаю. А завдяки яким механізмам відбувається такий поворот, що саме в рослині докорінно змінюється — це таємниця селекціонерів.
Швидкість росту кореневої системи соняшнику від початку розвитку рослини випереджає ріст стебла. В результаті за висоти рослини 4 см її коріння проникає у ґрунт на глибину приблизно 10 см, і надалі такий розбіг зберігається (за умови недостатнього зволоження). Різні гібриди мають різні темпи росту на ранніх етапах розвитку й перевагу, безсумнівно, мають більш «швидкі». Вони й запаси вологи добре використають, і поверхню ґрунту швидко затінять листям, стримуючи тим самим ріст бур’янів, і до води швидше дістануть, якщо умови посушливі. Коренева система повинна також мати властивість ефективного використання поживних речовин в умовах браку вологи, що відбивається на кількості та якості врожаю.
Більша спека — смачніша олія
Проте в посушливих і спекотних умовах є свої переваги. Особливу значущість набувають гібриди, що здатні не лише забезпечити економічно виправданий рівень продуктивності, а й формувати продукцію з високою якістю сировини, показники якої суттєво змінюються під впливом зовнішніх чинників.
До показників якості соняшникової сировини належать насамперед кількість олії та її жирнокислотний склад. Накопичення олії в насінні соняшнику починається одразу після його утворення. Цей процес відбувається впродовж 40 діб, за максимальної швидкості — протягом 25–30 діб. Кінцевий рівень концентрації олії визначається як особливостями генотипу, так і погодними умовами періоду вегетації. Впродовж цвітіння й наливу насіння рослинам соняшнику для утворення максимальної кількості олії потрібна сонячна суха погода, за надлишку опадів у цей період уміст олії знижується.
Лінійно корелює з температурою впродовж розвитку насіння жирнокислотний склад олії соняшнику. Соняшникова олія з високим умістом олеїнової кислоти вважається корисною для здоров’я людини. Вона довше зберігається й має кращі смакові властивості. Відомо, що підвищена температура сприяє утворенню більш насичених кислот, зокрема олеїнової, а знижена — утворенню більш ненасичених кислот (лінолевої кислоти). Тому в умовах посухи та спеки олія навіть звичайного гібрида лінолевого типу може значно підвищити свою якість. Так було надзвичайного за температурними умовами 2010 року, коли вміст олеїнової кислоти в насінні багатьох гібридів підвищився на кілька відсотків, і це відразу відчули виробники та споживачі — олія стала смачнішою.
Непереможний вовчок
 |
| Фото 3. Такий соняшник можна виростити лише з урахуванням ступеня пристосованості гібридів до стресових умов і зональності посівів |
Головним обмежувальним чинником вирощування соняшнику є хвороби. Річ у тому, що первісна генетично закладена мінливість культурного соняшнику щодо стійкості проти збудників хвороб, шкідників і квіткового паразита вовчка дуже вузька. Пошук стійких форм триває безперервно, успіхи безсумнівні. Біда в тому, що часто патоген спрацьовує набагато швидше, ніж селекціонеру вдається знайти стійкі форми та додати їх у добір. Утворюються нові раси вовчка, несправжньої борошнистої роси, з’являються нові збудники хвороб і шкідники, яких раніше не спостерігали в регіонах. Наприклад, вовчок не витримує зволожених умов — насіння в районах із доброю зволоженістю ґрунтів гине набагато швидше, ніж у посушливих районах, — протягом 3–4 років. Тому зростання посушливості клімату на тлі загального порушення сівозмін призводить до катастрофічного розповсюдження паразита, втрати стійкості генотипів, що нещодавно вважали «непереможними», та необхідності безперервної роботи селекціонера в напрямі створення нових стійких гібридів.
За сучасною агрокліматичною зональністю, яка в певному ступені змінилася за останні 50 років, кліматичні умови України є сприятливими для вирощування соняшнику й дозволяють отримувати високі стабільні врожаї. За даними Державної служби статистики України, рівень рентабельності виробництва товарного насіння соняшнику останніми роками варіює у межах 35–80% і набагато перевищує рівень рентабельності вирощування зернових культур. Збільшення обсягів виробництва товарної сировини соняшнику на тепер відбувається завдяки екстенсивному способу — порушення науково обґрунтованих оптимальних площ сівби соняшнику й значного перевантаження сівозмін цією культурою, що приводить до потреби їх оптимізації шляхом підвищення врожайності культури. Науково обґрунтоване зональне розміщення посівів соняшнику з урахуванням ступеня пристосованості гібридів до стресових умов упродовж вегетації дозволить повною мірою реалізувати їхній потенціал (фото 3).
Катерина Макляк, канд. с.-г. наук,
Інститут рослинництва ім. В. Я. Юр’єва НААН
журнал “The Ukrainian Farmer”, листопад 2017 року
Усі авторські права на інформацію розміщену у журналі “The Ukrainian Farmer” та інтернет-сторінці журналу за адресою https://agrotimes.ua/journals належать виключно видавничому дому «АГП Медіа» та авторам публікацій, згідно Закону України “Про авторське право та суміжні права”.
Використання інформації дозволяється тільки після отримання письмової згоди від видавничого дому «АГП Медіа».
The Ukrainian Farmer
