CC BY
37УДК 631.95:574.4/.5
АГРОЕКОЛОГ1ЧН1 ПРИНЦИПИ ФОРМУВАННЯ 1НТЕНСИВНИХ АГРОЦЕНОЗ1В С1ЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ КУЛЬТУР У Р1ЗНИХ КЛ1МАТИЧНИХ ЗОНАХ УКРА1НИ
B.C. Прко, доктор сльськогосподарських наук,
О.В. Прко, acnipaHm
Миронiвський нститут пшениц '¡м. В.М. Ремесла
Вступ. УкраТна володie понад третиною найкращих чорнозе1^в у свт, але врожа' основних стьськогосподарських культур, у середньому в 2-3 рази нижч^ а витрати на одиницю продукцп у 2-5 разiв бiльшi, нiж у розвинених краТнах на гiрших Грунтах. У той же час, жодна з краТн ЗахщноТ Свропи не мае таких строкатих клiматичних умов, як наша. Вважаеться, що близько 60-70% посiвiв стьськогосподарського призначення в УкраТнi пщпадае пiд вплив екстремальних умов, а 30-40% орних земель розмщен в зон ризикованого землеробства. Саме тому, перепади у валових зборах зерна можуть сягати 20-25 млн тонн. Адже саме стрес ниш е одним з основних обмежень продуктивност рослин у в^чизняному землеробства поряд з нестабтьыстю ^мату, рiзкими коливаннями та перепадами агрометеоролопчних параметрiв тощо. До того ж, територiя УкраТни характеризуеться значним рiзноманiттям Грунтового покриву як за його генезисом, так i гранулометричним складом, ум^ом гумусу, бюлопчною активнiстю, наявнiстю найважливiших елемен^в живлення тощо.
Постановка проблеми та виклад положень. У зв'язку з вищевикладеним, у стратеги забезпечення продуктивност агроекосистем, орiентовану на ефективншу утилiзацiю природних енергоресурсiв, першочергова увага мае придтятися найрацiональнiшому використанню грунтово-клiматичних умов кожноТ зони вирощування сiльськогосподарських рослин, а також вибору оптимального типу оргаызацп агроекосистеми. Тобто мае бути створена система рослинництва, що характеризуеться виключно високим адаптивним потен^алом, зокрема з достатым видовим та сортовим розмаТттям культигенiв. Особливу увагу необхщно придiлити виявленню в кожнiй агроктматичнм макро- i мiкрозонi чинникiв, лiмiтуючих величину, якiсть i стабiльнiсть урожаю. ОцЫити значимiсть цих чинникiв, розробити специфiчнi, найшвидшi i найдешевшi селекцмш, агротехнiчнi, хiмiчнi прийоми ТхньоТ лквщацп.
Велике практичне значення мае i цтеспрямована селек^я та агрокпiматичне районування вцфв i сортiв сiльськогосподарських рослин (у масштабi господарств, районiв i природних комплешв) так званих мiкрокпiматичних утворень. Це зумовпено тим, що переачений рельеф, амппiтуда мiнпивостi основних параметрiв середовища (температура, вопогiсть, довготривапiсть сезону вегетацп) можуть бути настiпьки великими, що перекриють географiчну мiнпивiсть за цими показниками на вiдстанi сотень кiлометрiв.
Цiпеспрямована реапiзацiя цих принцитв у практичнiй роботi дала змогу створити серю нових Ытенсивних сор^в адаптованих до певних екопогiчних зон Укра'ши. Для захiдних регiонiв сорти озимо' пшеницi - Вiхопа, озимого тритикале - Шарм, для схщних репоыв - стiйкий до посухи сорт озимо' пшениц Зарiчанка, для центрально' Укра'ни сорти озимо' пшениц - Мирянка, Ненька, озимого тритикале 1зомер, ярого пивоварного ячменю - Серпанок та гороху - Берсерк, для закислених фун^в Полюся - сорт яро' пшениц Торчинська.
Основною тенденцею в розвитку iнтенсивних агробiоценозiв е перехiд до системи адаптивного рослинництва, яка включае в себе оптимiзацiю просторово-часово' органiзацiT рослин в агрофтоценозах, розробку сортово' агротехнiки, що забезпечуе ефективнше використання "штучних" джерел енергп, нову стратегiю боротьби з шкщниками i хворобами, широке використання бюлопчних регуляторiв росту i розвитку, Ытегрований пiдхiд до завдань селекцп, агротехнiки, насiнництва тощо.
З метою пiдвищення загально' та специфiчноT адаптивностi культигешв, оптимiзацiT модифiкацiйноT й адаптацп культивованих у тм чи iншiй зон рослин, протягом останнiх п'яти роюв реалiзуються локальнi, комплекснi, iнтегрованi селекцйно -агротехнiчнi програми в умовах захщних (Волинська область), центральних (Ки'вська область) та схiдних (Полтавська область) репоыв Укра'ни.
У виборi мiж широкою загальною адаптивнiстю (тобто здатнютю сорту успiшно вегетувати в рiзних умовах) i адаптивнiстю вузькоспецiалiзованою (тобто пристосованютю до конкретного середовища) перевага в селекцп на сучасному етап надаеться останньому напряму. При цьому вузькоспецiалiзованi сорти, поряд з високою продуктивною, мають волод™ достатньою стмкютю до неконтрольованих факторiв зовнiшнього середовища, що являються критичними, тобто до тих, що в найбтьшм мiрi впливають на величину та якють врожаю в данiй екологiчнiй нЫ.
Адаптивнiсть високоврожайних сортiв сiльськогосподарських
культур виявляеться не ттьки в |'хжй сшкосп до несприятливих умов середовища, але i в здатностi найефективнше використовувати регульованi людиною чинники (зрошення, удобрення) та формувати вищi врожа' на одиницю витрат.
Вирiшення цих питань потребуе значного не лише пщвищення адаптивного потенцалу культивованих рослин, але й створення сортiв, пристосованих до специфiчних особливостей промислових технолопй. Необхiдно враховувати, що iнтенсивна селекця на максимальну пристосованiсть до чинниюв iнтенсифiкацiT (внесення високих доз добрив, зрошення, рiвень мехашзацп) призводить до звуження генетичного потенцалу рослин i рiзко збiльшуе 'хню генетичну "вразливють". Тому, пiдкреслюючи першочергове значення адаптивного потенцалу культивованих сортiв i видiв, недоцiльно залишати поза увагою регуляторы можливост решти елементiв системи рослинництва. Вщомо, що за рахунок агротехычних прийомiв i, зокрема, сортово' агротехшки, використання бiологiчно активних речовин, правильно' оргашзацп агроекосистем та iнших чинниюв, можна значно пiдвищити адаптивнiсть системи рослинництва в цтому. Не слщ недооцiнювати також i новi перспективи в удосконаленш технологи вирощування стьськогосподарських культур, як от: загущенi поави, вирощування рослин за мiнiмального оброб^ку Грунту, локальне та дробне внесення добрив i гербiцидiв, контурно-мелюративы посiви в умовах пересiченого рельефу, широке використання "синтетичних сортiв".
До числа основних генетично детермЫованих ознак, що зумовлюють високу адаптивнють сор^в вiдносяться: скоростиглiсть, нейтральнiсть до фотоперюду, ефективне використання добрив i вологи, спйкють до хвороб та шкщниюв, архiтектонiка рослин, що забезпечуе спйкгсть до загущення i придатнiсть до мехаызованого вирощування й збирання, висока активнють фотосинтетичного апарату, низька Ытенсившсть фотодихання тощо. Особливе значення в системi адаптивностi сорту мае стмкють до несприятливих чинникiв середовища, зокрема до таких екстремальних умов, як ранш заморозки, рiзкi зниження позитивних температур. У загальному комплекс показниюв, що визначають ступiнь iнтенсивностi сор^в мае враховуватись не тiльки здатнють рослин використовувати високi дози "штучно' енергп " (у формi добрив, зрошення, стимулювання), але й ефективне використання сприятливих умов протягом вегетацмного перюду, зокрема сонячно' радiацiT.
Для розумЫня генетико-фiзiологiчних основ адаптивно' селекцп i агротехнiки рослин ефективним е роздтення всього онтогенезу на
найважливш етапи ^ особливо, видiлення "критичних".
Усi квiтковi рослинну своему розвитку проходять послщовно певнi етапи органогенезу, у процес яких змiнюеться потреба рослин до умов живлення, температури, св^лового дня, забезпечення вологою. У кожному з них ще формування певних органiв. Так, для злакових культур спочатку утворюються та розвиваються пагони кущення (1-11 етап), колоски (!!!-!У етап), квiтки (У-У!!! етапи). Далi проходить Тхне заплiднення, зав'язуються та розвиваються зерна (1Х-Х11 етапи).
Протягом вегетацп потрiбно цiлеспрямовано формувати складовi продуктивностi, контролювати тривалiсть етатв органогенезу. Зразком морфофiзiологiчного оптимуму показниюв структури високопродуктивних агроценозiв в онтогенезi пшеницi, жита та тритикале з рiвнем врожайностi 7-10 т/га в зон Лiсостепу УкраТни можуть бути: густота стеблостою - 800-1200 стебел на 1 м2 на V етап i 600-800 стебел на VII - VIII етапах; 500-600 продуктивних стебел на 1 м2 на VII етат; потен^альна продуктившсть колосу 190-200 квiток на V етат; 70-80 синхронно розвинених кв^ок/колос на VII етапi; 50- 60 зерен в колос на XII етап органогенезу при масi 1000 зерен 50 г i бтьше. Врожайнiсть тут визначаеться як рiзноварiантний шлях проходження онтогенезу i залежить вщ тривалостi етапiв органогенезу, умов у перюд Тхнього проходження, балансу утворених та редукованих оргашв продуктивностк Формування елементiв продуктивностi в онтогенезi уповiльнюеться, припиняеться, згодом вони вщмирають, редукуються, Тхнiй внесок у юнцевий урожай знижуеться. Рiзниця мiж потенцмною i реальною продуктивнiстю збiльшуеться i досягае 60-70%, при цьому урожай складае третину-четвертину потенцiйно можливого.
Зниження процесiв редукцiТ, елементiв продуктивност в онтогенезi дае змогу нормалiзувати врожаТ навiть у нестабiльних ^матичних умовах.
Рослини в онтогенезi не iзольованi одна вiд одноТ, а знаходяться в складних взаемозв'язках, утворюючи агрофтеценози. Продукцiйнi процеси, що проходять в умовах агрофiтоценозiв розвиваються за своТми законами. Розглядати морфофiзiологiчнi основи формування урожаю не можна на рiвнi окремого органа, чи нав^ь рослини, а ттьки в агроценозi. Вивчення продуктивних процеав у цiлому та окремих компонен^в, Тх взаемозв'язкiв в онтогенезi е перспективним для розумЫня бiологiчних особливостей i закономiрностей створення високопродуктивних сортiв та розробки технолопй Тхнього вирощування. Складовою частиною загального процесу росту та розвитку е процес редукцп оргашв, як противага органогенезу.
Вивчення процеав утворення та редукцп оргаыв продуктивностi в онтогенезi, спiвставляючи 'х з клiматичними чинниками середовища та умовами вирощування дае можливють на бюлопчнш основi розробити технологи вирощування в певшй зонi, створити сорти з необхщними морфофiзiологiчними параметрами, високими потенцалами продуктивностi та стiйкостi до бютичних i бiотичних чинникiв. Це дае змогу розширити можливост певно' культури з високим адаптивним потенцалом для збiльшення та стабiлiзацiT в кожнм екологiчнiй нiшi.
Одним з найважливших показникiв, що визначають урожайнють рослин, е збiльшення числа рослин на одиниц площi, а також 'хня правильна орiентацiя в просторк Вони можуть значно пiдвищити врожайнють на основi зростання ефективностi фотосинтезу,
Продовжуючи тему Ытрогресивно' селекцп, слщ вiдзначити, що в пiдвищеннi загально' та специфiчноT пристосованостi стьсько-господарських рослин виршальна роль належить використанню адаптивного потенцалу диких, ендемiчних видiв та мiсцевих сортiв, що володють створеним протягом вiдносно довгого перюду генетичним комплексом адаптацiй до певних умов. 1люстрацею успiшноT реалiзацiT цих пiдходiв е нове поколiння сор^в тритикале Тандем, Вектор, 1зомер, Калiбр, Пурпурне, а також створення серп комерцмних тритикале-ячмiнних та пшенично* ячмЫних гiбридiв з комплексом господарсько цнних ознак.
Боротьба зi шкiдниками i хворобами рослин та бур'янами в останн часи набувае якiсно нового змюту. Стратегiя цiеT боротьби базуеться на регулюванш 'хньо' чисельностi в буквальному розумЫы цього слова [1]. Селекця на стiйкiсть розглядаеться, як складова частина в Ытегрованм структурi рацiонального екологiчного i токсикологiчного захисту рослин [2]. Тому в галузi селекцп рослин, основну увагу почали придтяти створенню сортiв з горизонтальною або польовою спйюстю. Односортна культура мае замЫюватися серiями рiзних сор^в, що пригальмовуе утворення нових рас патогешв.
За найближчi можливостi в цьому план значний iнтерес представляе ширше використання багатолiнiйних i синтетичних сор^в, що дають можпивiсть краще поеднувати як загальну i специфiчну адаптивностi, так горизонтальну i вертикальну спйкосл до патогенiв
Розробка сортово' агротехнiки мае спрямовуватись на зниження негативного впливу неконтрольованих чинниюв довктля за рахунок розширення регуляторних можливостей добрив, мiкродобрив, бiологiчно активних речовин тощо.
Поряд з еколопчною та економiчною ефективнютю в адаптивних системах рослинництва "штучних" джерел енергiТ рослинного органiзму слщ враховувати можливiсть використання макро- i мiкродобрив з метою пiдвищення адаптивного потен^алу рослин. Так, калiйнi добрива пщвищують стiйкiсть рослин до низьких температур. Внесення цинку, ытра^в, молiбдену забезпечуе стiйкiсть до ппоксп. В той же час 18 млн га орних земель УкраТни (з 25 млн га ртлО мають низький (близько 0,20 мг/кг) рiвень умюту рухомоТ форми цинку, 8 млн га -1,5 мг/кг вмют рухомоТ форми кобальту, 15 млн га - 0,10 мг/кг вмют рухомоТ форми молiбдену, 8 млн га - низький 0,3-0,5 мг/кг рухомих форм м^д [3].
Для попередження напруженоТ еколопчноТ ситуацп, що склалася в умовах сучасного землеробства, необхiдна розробка новоТ стратегiТ, яка передбачить широке використання бiологiчних способiв живлення рослин i дасть змогу суттево зменшити дози добрив. Наприклад, ттьки за рахунок створення сор^в зернових та iнших культур, здатних до бюлопчноТ фксацп атмосферного азоту, щорiчно в свiтi можна отримати приблизно 200 млн т азоту, що не ттьки знизить витрати "штучноТ" енергп, але й значно зменшить забруднення навколишнього середовища.
Особливий iнтерес представляе синтез або видтення фiзiологiчно активних речовин, здатних пщвищити як загальну, так i специфiчну адаптивнiсть рослин, зокрема забезпечити перебудову Тхнього метаболiзму при швидких змiнах зовнiшнього середовища. За ефектом своеТ дiТ бiологiчнi регулятори росту в багатьох випадках виявляються е^валентними генетичним системам рослин.
Важливе значення у регуляцп ростових процеав рослини мають фiтогормони, котрi характеризуються рухпивютю, каталiтичною активнiстю та ферментативним ефектом [4]. ПберелЫи iндукують рют стебла, ауксини - кореня, цитоюыни - клiтинного дiлення. Пiд дiею гетероауксину посилюеться утворення кореневоТ системи, дае змогу рослин краще перенести посуху [5]. Вiдомi методи екзогенноТ д1Т, що забезпечують пiдвищення жаростмкост рослин. Показана можпивiсть гормональноТ регуляцп таких генетично контрольованих ознак, як довго- i короткоденысть [6]. ^м фiтогормонiв, у рослинах наявнi ендогенш iнгiбiтори росту. Нормальний перебiг ростових процеав забезпечуеться за рахунок координативноТ дiТ в цитоплазмi фiтогормонiв i iнгiбiторiв.
Використання фiзiологiчно активних речовин у системi адаптацiТ рослинництва представляе виключно великий практичний iнтерес, посктьки компенсуе як недолiки сортiв (у сена ТхньоТ низькоТ
адаптивное^), так i вплив екстремальних чинниюв довкiлля,
Висновки. Таким чином, забезпечення стабтьносл високих урожаТв за несприятливих грунтово-^матичних та погодних умовах потребуе значного пiдвищення адаптивного потенцiалу стьсько-господарських агробiоценозiв за рахунок реалiзацiТ локальних, комплексних, iнтегрованих селекцiйно-агротехнiчних програм на принципово нових теоретичних та методичних засадах, як включають:
- пщвищення реалiзацiТ продуктивного потенцiалу зареестрованих сор^в вiд 30-40 до 60-70%, за рахунок пщвищення коефщента використання мЫеральних добрив, грунтово-кпiматичних умов, адаптивних технолопй вирощування та створення сор^в з горизонтальною ( польовою ) стмкютю;
- цiлеспрямовану адаптивну селекцю, сортiв з комплексом стiйких до бютичних i абiотичних чинникiв середовища та з ефективним використанням поживних речовин на одиницю продукцп;
- розробку сортових агротехнолопй з широким залученням бюлопчно активних речовин, бюзахисту та iнтегрованого захисту рослин з ураженням, що перевищуе еколопчний пор^ шкодочинностi;
- ефективне використання антропогенно!' i сонячноТ енергiТ та нових рослин з мкоризною та асоцативною азотфiксацiею;
- застосування фунтово-ощадних технолопй на базi багатофункцiональних сiльськогосподарських машин, здатних формувати оптимальну площу i рiвень живлення рослин.
Використана лггература:
1. Бисплингхофф, Брукс Д. Л. Стратегия борьбы с вредителями, болезнями растений и сорняками в будущем. - М., 1977. - 41 с.
2. Mathys G. Bericht. Arbeits, 1973, 4, 6 P. 224-237.
3. Булипн С.Ю., Фатеев A.I., Демшев Л.Ф., Турiвецький Ю.Ю. Мкродобрива - важливий резерв пщвищення урожайност сiльськогосподарських культур // Вюник аграрноТ науки. - 2000. - С. 13-15.
4. Кефели В.И. Природные ингибиторы роста и фотогормоны. -М. - 1974.
5. Турецкая RX. Доклады А.Н. СССР - М., 1947. - Т 57. - № 3.
6. Чайлахян М.Х. Успехи современной биологии - 1971, Т. 72, вып. 3(6).
УДК 631.95:574.4/.5
Гiрко B.C., Гiрко О.В. Агроеколопчн принципи формування iнтенсивних агроценозiв сiльськогосподарських культур у рiзних ^матичних зонах УкраТни // Сортовивчення та охорона прав на сорти рослин. - 2006. - № 3. - С. 55-63.
У зв'язку з нестабтьнютю кПмату та строка^стю Грунтового покриву в УкраТы, обГрунтовуеться апробована авторами концеп^я створення для рiзних екологiчних зон система адаптивного рослинництва за рахунок реалiзацiТ локальних, комплексних, Ытегрованих селекцiйно-агротехнiчних програм, теоретичне пщГрунтя та принципи побудови яких наведено в роботк
Ключовi слова: агробюценоз, адаптацiя, азотфiксацiя, фотосинтез, Ытрогреая, онтогенез, органогенез, редукцiя, реутилiзацiя, селек^я, екзогенне регулювання, екологiя.
УДК 631.95:574.4/.5
Гирко B.C., Гирко А.В. Агроэкологические принципы формирования интенсивных агроценозов сельскохозяйственных культур в разных климатических зонах Украины //Сортовивчення та охорона прав на сорти рослин. - 2006. - № 3. - С. 55-63.
В связи с нестабильностью климата и пестротой почвенного покрова в Украине, обосновывается апробированная авторами концепция создания для разных экологических зон система адаптивного растениеводства за счет реализации локальных, комплексных, интегрированных селекционно агротехнических программ, теоретическая база и принципы построения которых приведены в работе.
УДК 631.95:574.4/.5
Girko. V., Girko. О. Agro-ecological principals of forming of agricultural crops intensive agrocoenosis in different climate zones of Ukraine. //Сортовивчення та охорона прав на сорти рослин. - 2006. - № 3. - С. 55-63.
Regarding to the unstable climate and diversity of the Ukrainian soils, approved by the authors Conception of adaptive planting systems foundation owing to the implementation of local, complex, integrated, selective-agro-technical programs, theoretical background and construction principals of which described in the study, are grounded, for different ecological zones of Ukraine.
