СОНЯШНИК селекція, насінництво, технологія вирощування

ОСОБЛИВОСТІ МІНЕРАЛЬНОГО ЖИВЛЕННЯ

За статистикою, кожний четвертий житель земної кулі задо­вільно харчується завдяки внесенню мінеральних добрив під по­сіви сільськогосподарських культур. Добрива, при їх правильному використанні, підвищують вміст поживних речовин, позитивно впли­вають на поглинальну здатність та буферність ґрунту, покращують його фізичні властивості. При цьому також підвищується активність біологічних процесів у ґрунті, внаслідок чого покращуються умови живлення рослин, що сприяє їх активному росту та розвитку.

Без добрив важко регулювати процеси живлення рослин, впли­вати на якість врожаю, підвищувати родючість ґрунту. Добрива здійснюють комплексний вплив на ґрунт і є не тільки сполуками, що поповнюють ґрунтовий розчин поживними речовинами, вони також покращують агрохімічні та фізичні якості ґрунту.

Система сівозмін є необхідною умовою ефективного застосу­вання мінеральних добрив. Різні ж технології обробітку ґрунту є невід’ємним фактором, що істотно впливає на динаміку і доступність поживних речовин у ґрунті. Слід зауважити, що висока ефективність застосування мінеральних добрив можлива лише на фоні високого рівня агротехніки, при високому рівні землеробства.

Застосування добрив при дотриманні правильної технології дозволяє одержати істотні результати, зупинити падіння родючості ґрунту, збільшити врожайність сільськогосподарських культур, змен­шити вартість отриманої сільськогосподарської продукції, звільни­ти значні площі і вивести їх з експлуатації та відвести їх для угідь відтворення дикої фауни, лісів, пасовищ, заповідників. Завдяки за­стосуванню добрив в поєднанні з іншими агротехнічними захода­ми можливе забезпечення отримання більш високих врожаїв з мен­шої площі. Досліди, проведені в США [128], показали, що без засто­сування добрив для одержання валових зборів кукурудзи необхід­но було використати втричі більше орної землі.

В найближчі роки і в далекій перспективі головним джере­лом повноцінного харчування і забезпечення кормами сільсько­господарських тварин залишаються продукти, які отримують зав­дяки родючості ґрунту, а родючість ґрунту підтримується завдяки застосуванню як мінеральних, так і органічних добрив.

Добрива - це джерело біогенних елементів, оскільки живлення рослин відбувається завдяки споживанню цих елементів із ґрунту, якщо вони знаходяться в доступному стані, або з добрив, які. вносять­ся в ґрунт. І ті, і інші форми добрив рослини використовують, і вони в однаковій мірі важливі для створення врожаю. Наявність у ґрунті доступних для рослин форм поживних речовин у відповідному співвідношенні є однією з основних умов формування високих вро­жаїв сільськогосподарських культур, в тому числі соняшнику.

Практичний досвід та ціла низка наукових досліджень свідчать, що досягти високої врожайності соняшнику можна лише тоді, коли добрива вносяться в певній послідовності, тобто за системою, яка побудована з урахуванням наявності поживних речовин у ґрунті, способу обробітку, розміщення культури в сівозміні. Відомо також, що заміна попередника багаторічних трав на кукурудзу на силос або горох, насичення сівозміни просапними культурами посилює втрати гумусу, внаслідок чого створюється його від’ємний баланс, а роль гумусу в підвищенні родючості ґрунту важко переоцінити. Ця речовина є джерелом багатьох поживних елементів для рослин, покращує фізичні та хімічні властивості ґрунту, тому що характе­ризується більшою ємністю поглинання в порівнянні з глинисти­ми мінералами ґрунту. Гумус запобігає міграції по профілю бага­тьох катіонів, що важливо для попередження забруднення ґрунто­вих вод. Він також посилює біологічну активність ґрунту і також здатний поглинати токсичні речовини і важкі метали, які потрап­ляють у ґрунт і, таким чином, запобігти їх надходженню в ґрунтові води та рослини. Це має важливе значення з точки зору якості сільськогосподарської продукції, що використовується для харчу­вання та приготування кормів. Гумус в якійсь мірі виконує в дано­му випадку санітарно-гігієнічну функцію. Про важливу роль гуму­су, як чинника родючості, свідчать численні дані. Так, Т. Н. Кула - ковська [64] зазначає, що збільшення вмісту гумусу на 0,1% сприяє збільшенню суми поглинутих кальцію та магнію на ґрунтах, зв’я­заних за гранулометричним складом, на 0,10-0,18 мекв, а на лег­ких - до 0,31-0,37 мекв на 100 г ґрунту. Аналіз численних експе­риментальних даних дає можливість зробити висновок, що високий врожай сільськогосподарських культур можна одержати при вмісті гумусу в ґрунті в межах від 1,8 до 2.1%.

Науково обґрунтоване вирощування сільськогосподарських культур в цілому, і соняшнику зокрема, має передбачати не тільки бездефіцитний баланс гумусу, а також і його розширене відновлен­ня в ґрунті. А це можливо лише у випадку раціонального сполу­чення органічних та мінеральних добрив з врахуванням спеціалі­зації сівозміни і конкретних грунтово-кліматичних умов.

У відповідності з даними багатьох експериментаторів активна частина гумусу складає тільки частку від загального запасу. В різних типах ґрунтів ця частка може бути різною.

В залежності від ступеня інтенсифікації землеробства (кількість просапних, бобових трав, зернових в сівозміні, наявність чистого чи зайнятого пару, застосування добрив, зрошення тощо) і типу ґрунтів уміст гумусу в ґрунті може щорічно зменшуватись на 0,5-1 т на гектар. Ось чому важливо постійно турбуватися про внесення в ґрунт органічних добрив, які при правильних дозах можуть істотно сприяти підвищенню вмісту гумусу в ґрунті, компенсуючи його втрати при мінералізації. Для позитивного балансу гумусу відпов­ідними агротехнічними заходами важливо забезпечити в ґрунті новоутворення гумусових речовин у кількості, яка не менша вит­рат на щорічну мінералізацію.

Якщо мінеральні добрива покращують кругообіг і баланс біо­генних елементів, то органічні добрива є не тільки важливим джере­лом поживних речовин для рослин, а також джерелом поповнення запасу гумусу в ґрунті. Гумус, як джерело поживних елементів, містить у собі майже весь зв’язаний вуглець ґрунту, 80-90% азоту та сірки і близько 50% фосфору в органічній формі. Він виступає також джерелом діоксиду вуглецю, необхідного для проходження фотосинтезу, а також основним фактором біогенності ґрунту.

Внесення органічного вуглецю покращує азотний баланс ґрун­ту, тому що кожний грам вуглецю допомагає фіксувати від 15 до 40 мг атмосферного азоту. Так, відходи тваринництва у Великобри­танії можуть забезпечити всі орні землі країни азотом в кількості 75 кг/га, фосфором - 25 кг/га, калієм - 75 кг/га. Для достатнього забезпечення органічними добривами одного гектара орної землі необхідно використатн гній від 2-3 корів, 5 телиць або 25 свиней.

Використання у сільськогосподарському виробництві бідних на гумус земель (дерново-підзолисті, сіроземи) без застосування доб­рив веде до зниження вмісту гумусу на 30-40%; систематичне вне­сення органічних добрив не призводить до зниження вмісту гумусу і може сприяти його збільшенню. Зменшення вмісту гумусу можна припинити при щорічному внесенні гною у кількості від 8 до 20 т/га (в залежності від темпів мінералізації органічної речовини).

В багаторічних дослідах, проведених у Польщі та Німеччині, при внесенні невисоких доз гною спостерігалась стабілізація вмісту гумусу в ґрунті. В Данії, при щорічному внесенні 10 т/га гною, вміст гумусу дещо зменшувався. В Німеччині щорічне внесення гною по 12 т/га протягом 76 років збільшило вміст гумусу, а в Великобританії (Ротамстедська дослідна станція) внесення гною у великих дозах (35 т/га щорічно) дозволило збільшити вміст гу­мусу на 32-43% [78].

Вплив мінеральних добрив на вміст гумусу в ґрунті значно менший у порівнянні з впливом гною. За даними Sumpungu - Kabamba [151], у тривалих дослідах мінеральні добрива збільшують кількість гумусу завдяки азоту, який різко підвищує врожай над­земної та кореневої маси. Ефективність мінеральних добрив збільшувалась від ротації до ротації. Вміст гумусу збільшився на 0,3% у порівнянні з контролем.

На дослідній станції в Бельгії у тривалих дослідах вивчали фізичні та хімічні аспекти родючості ґрунту, ефективність органічних та міне­ральних добрив. Встановлено, що агротехнічні заходи відновлення родючості ґрунту (внесення соломи разом з гноївкою, внесення гною на початку ротації сівозміни, загортання соломи або зеленого добри­ва) дозволяють підвищити вміст гумусу та азоту в ґрунті.

Численні стаціонарні досліди також показали, що застосуван­ня лише мінеральних добрив у більшості випадків призводить до зниження вмісту гумусу в ґрунті і в кращому випадку (при опти­мальних дозах і співвідношенні) стабілізується його вміст на пев­ному рівні. Особливо це чітко проявляється при тривалому інтен­сивному використанні ґрунту.

Органічні добрива є важливим джерелом поповнення запасу гумусу в ґрунті в усіх зонах землеробства. Кореневі та післяж­нивні залишки сільськогосподарських рослин також сприяють на­копиченню гумусу в ґрунті. Це в значній мірі залежить від виду культури, способу її збирання тощо. Наприклад, сівозміни з багато­річними травами сприяють більшому накопиченню гумусу в ґрунті, ніж без багаторічних трав. Просапні культури ведуть до посиленої мінералізації гумусу і залишають після себе невелику кількість кореневої маси для поповнення гумусу в ґрунті.

На орних ґрунтах концентрується значна кількість фітомаси, причому в Лісостеповій та Поліській зонах її накопичується більше, ніж на цілині. Проте кількість рослинних решток на ріллі у по­рівнянні з природними ценозами різко зменшується. Внаслідок цього виноситься багато поживних речовин і втрачається гумус з ґрунту, що вимагає компенсації. Але в цьому випадку окремих за­ходів недостатньо, необхідний комплексний підхід до окультурен­ня ґрунтів.

За даними агрохімічних обстежень ґрунтів вміст гумусу і ру­хомих поживних речовин значно коливається по грунтово-кліма­тичних зонах, що зумовлено як властивістю ґрунтів, так і рівнем землеробства.

Найменше гумусу в ґрунтах Полісся ( в середньому 2,0% ), знач­но більше в Лісостепу (у середньому 3,5%). Показник вмісту гумусу в ґрунті досить сильно варіює по окремих адміністративних облас­тях: поліських - від 1,6 до 2,7%, а в лісостепових - від 2,8 до 4,9%.

Ґрунти Лісостепу та Полісся містять 100-108 мг/кг азоту, хоча в окремих областях його вміст коливається від 44 до 158 мг/кг. Вміст рухомого фосфору в середньому становить 98 мг/кг. Особли­во низьким є його вміст у ґрунтах західних областей України. Ру­хомим калієм ґрунти Полісся й Лісостепу забезпечені дещо краще, ніж фосфором. В середньому вміст його досягає 118 мг/кг з коли­ванням в Поліссі до 64 і в Лісостепу - до 150 мг/кг.

Як один із важливих показників родючості ґрунтів, гумус по­зитивно впливає на водно-фізичні властивості, структурно-агрега - тивний склад, ємність вбирання колоїдного комплексу, реакцію ґрун­тового розчину, вміст поживних речовин тощо. Також гумус є ос­новним джерелом постачання азоту рослинам. Між ним та вмістом загального азоту існує тісна кореляція, яка складає для Полісся 0,38- 0,45, а для Лісостепу - 0,82-0,96. Таким чином вміст гумусу в ґрунті в значній мірі характеризує азотний режим ґрунтів [70]. Отже, для забезпечення високої врожайності соняшнику необхідно забезпечити перш за все бездефіцитне його вирощування і спрямо­вувати агротехнічні заходи на поновлення вмісту гумусу в ґрунті.

Для оптимального використання добрив необхідно враховува­ти зміни в потребі рослин у мінеральних елементах протягом їх росту та розвитку. Весь життєвий цикл рослин соняшнику від сівби до достигання насіння можна умовно поділити на кілька періодів, кожний з яких характеризується своєрідним, чітко вираженим на­прямком фізіологічних процесів, різним співвідношенням процесів синтезу та гідролізу в рослинах.

У перший період - від проростання насіння до появи асиміля­ційної поверхні — у проростаючому насінні процеси розпаду пере­важають над процесами синтезу. В цей час закладається первинна коренева система, і чим повніше будуть використані пластичні ре­човини, тим інтенсивніше буде відбуватись розвиток рослин со­няшнику.

Другий період триває від появи листової поверхні до початку цвітіння. Він характеризується інтенсивним ростом вегетативної маси рослин з переважанням синтезу структурних ферментів і мак­симальним засвоєнням поживних речовин, особливо азоту й калію.

З формуванням вегетативної маси рослинний організм соняш­нику переходить до третього періоду життєвого циклу: цвітіння та запліднення. У цей час синтез білків у листках гальмується, а про­дукти фотосинтезу і мінеральні речовини перетворюються в речо­вини, які необхідні для цвітіння та запліднення. Такими речовина­ми є, насамперед, АТФ та АДФ.

Четвертий період розвитку - це утворення репродуктивних органів. Цей період характеризується закінченням росту вегета­тивної маси й перетворенням продуктів фотосинтезу в запасні ре­човини, такі як крохмаль, білки, жири (олію) та інші сполуки. У цей час у вегетативній масі, особливо в нижніх листках, процеси синтезу поступово згасають, гідролітичні - посилюються, відбуваєть­ся відтік пластичних речовин з нижніх частин рослин у верхні, а звідти - в кошики. Під дією гідролітичних ферментів складні білки, синтезовані раніше, розщеплюються на відносно простіші сполуки типу пептидів, амінокислот, амідів та інших азотних речовин, які потім надходять до репродуктивних органів.

Величина олійності насіння визначається співвідношенням в ньому олії і нежирових речовин. Між відносним вмістом в ядрі олії і протеїну існує висока негативна залежність. Вона виявляєть­ся не тільки в залежності від сортових особливостей, а також і в тих випадках, коли зміна вмісту олії відбулася під впливом умов вирощування рослин, наприклад, різних площ живлення, водного режиму, грунтово-кліматичних умов, а також під впливом добрив. Відомо, що при внесенні підвищених доз азотних добрив і великих площах живлення олійність насіння соняшнику зменшується, а відносний вміст білку в них підвищується. Селекція соняшнику на олійність також супроводжується зменшенням білковості насіння. На підставі цих фактів виникла теорія антагонізму між процесами синтезу жиру й синтезом білку. У відповідності з цією теорією в насінні соняшнику накопичується тим більше олії, чим менше продуктів фотосинтезу витрачається на біосинтез білку. У зв’язку з цим були зроблені висновки про недоцільність внесення під со­няшник азотних добрив. Але результати практичного вирощуван­ня соняшнику показали помилковість такого підходу. Покращан­ня азотного живлення дійсно сприяє накопиченню білку в насінні, але разом з тим при цьому значно зростає сумарний вихід олії. Наочно це показують результати досить вдало для свого часу спла­нованого досліду з визначення структури врожаю у різних сортів соняшника при різному фоні азотного живлення (табл. 8)

В результаті селекції врожай насіння сорту ВНІІМК 8931 підви­щився у порівнянні з низькоолійним сортом Круглик А-41, підви­щився також і врожай олії. Разом з тим урожай протеїну істотно не змінився, оскільки його величина визначається в першу чергу рівнем азотного живлення. На підставі одержаних даних дослід­ники прийшли до висновку, що помилка прихильників теорії анта­гонізму полягає в ототожненні мінливості процентного (абсолютно­го) вмісту цих речовин у насінні.

Отже на практиці застосування азотних добрив під соняшник цілком виправдане, тому що в цьому випадку складаються сприят­ливі умови для забезпечення високих урожаїв олії.

Соняшник має потужну кореневу систему і велику надземну масу і тому ставить високі вимоги до наявності у ґрунтів придат­них до застосування форм поживних речовин. Кількість спожи­вання ним з ґрунту елементів мінерального живлення в значній мірі залежить від особливостей сорту, тривалості вегетаційного пе­ріоду, асиміляційної активності листків, погодних та грунтово-кліма­тичних умов, і перед усім, від наявності в ґрунті в достатній кількості води і поживних речовин у доступній формі у відповідному співвідно­шенні. Тобто здатність соняшнику поглинати і засвоювати поживні речовини залежить від природних умов існування, а також від умов, які людина здатна регулювати й контролювати.

Поживні речовини, які поглинаються рослинами соняшнику, потрапляють в клітини коренів, включаються до синтезу нових спо­лук, частина яких використовується на новоутворення й ріст ко­ренів, а основна кількість передається надземним органам. У коре­нях синтезуються органічні сполуки типу амінокислот, ліпідів, нук - леотидів і фосфоромістких розчинних органічних речовин, а також нуклеїнові кислоти (попередники хлорофілу), що характеризує ко­рені не лише як провідні, але й як синтезуючі органи рослин.

При кореневому живленні інтенсивніше вбираються іони, які швидше використовуються для синтезуючих процесів, в зв’язку з чим вони повніше проникають у поверхневий шар кореневих во­лосків. Метаболізм коренів ґрунтується на перетворенні вуглеводів в органічні кислоти за типом гліколізу. Амінокислоти синтезу­ються в коренях з вуглеводів, які надходять з листків, вступають у реакцію з фосфорною та вугільною кислотами.

Фосфатні сполуки, які адсорбуються коренями, входять до скла­ду нуклеотидів, звідки вони транспортуються в надземні органи. При фосфорному голодуванні порушується азотний обмін. Неор­ганічні сполуки фосфору, що утворюються в результаті гліколізу, переносяться на АДФ, яка перетворюється в АТФ і використовуєть­ся для активації гексоз і як матеріал при азотному обміні.

ГІ1Д дією калію посилиться інтенсивність фотосинтезу, тому що калій разом із фосфором бере участь в енергетичному обміні коренів і підвищенні рівня окислювального фосфорилювання.

Отже кореневе живлення рослин соняшнику - складний про­цес, який залежить від багатьох умов, а саме: від вмісту в ґрунті і доступності для рослин поживних речовин, від реакції ґрунтового розчину, водного, температурного і повітряного режимів.

Слід зауважити, що в сучасних умовах режим забезпечення рослин соняшнику поживними речовинами є найбільш керованим чинником, оскільки людина здатна забезпечити рослини необхід­ним рівнем поглинання поживних речовин шляхом внесення органічних та мінеральних добрив і за рахунок позакореневого підживлення.

Досить часто оптимального росту й розвитку рослин соняшни­ку можна досягти за рахунок позакореневого підживлення. Ме­ханізм засвоєння елементів живлення листям досить складний, тому що поверхня листків та інших частин рослини вкрита кути­кулою. Проникнення іонів поживних речовин знаходиться в лінійній залежності від часу, що характерно для процесу простої дифузії і не залежить від кількості продихів. Катіони проникають через кутикулярні мембрани дещо легше, ніж аніони. Кутикула при змочуванні набуває проникності, вона тим вища, чим тонша кутикула і чим більше вона гідратована. Гідратація викликає здут­тя, і воскові пластинки, що вкривають всю поверхню кутикули, роз­ходяться, що полегшує проникнення іонів. В тому випадку, коли рослина містить недостатню кількість води внаслідок посухи або відсутності води на поверхні листка, проникність кутикули змен­шується і це утруднює проникнення іонів [52].

Ефективність позакореневого підживлення визначається не лише тим, наскільки поживна речовина, нанесена на поверхню листків, вбирається рослинами, включається в обмін і надходить до інших органів, але і тим, що позакореневе підживлення впливає на вбирання речовини коренями. Між позакореневим та кореневим живленням існує тісний взаємозв’язок. Пояснюється це тим, що позакореневе підживлення, підвищуючи інтенсивність фотосинте­зу, поліпшує постачання коренів органічною речовиною іі енерге­тичним матеріалом. Це, у свою чергу, збільшує їх поглинальну по­верхню, підвищує інтенсивність дихання, посилює весь міжклітин­ний обмін, що сприяє покразцанню кореневого живлення рослин.

Крім того, існує і безпосередній вплив азотного підживлення на поглинання азоту й фосфору коренями. Пояснюється це тим, що процес здійснюється шляхом обміну метаболітами і проявляється вже через кілька годин після підживлення. Такий вплив позакоре­невого підживлення на поглинання речовин коренями і визначає ефективність азотного підживлення [52].

Позакореневе підживлення можна здійснювати як макро-, так і мікроелементами. Соняшник, у порівнянні з іншими культурами, потребує підвищених доз основних поживних речовин. Наукові дані свідчать, що ця культура протягом вегетаційного періоду споживає з ґрунту вдвічі більше азоту, втричі більше фосфору і в десять разів більше калію, ніж озима пшениця.

Добрива по-різному діють на розвиток рослин соняшнику. Азот - один з основних елементів у живленні рослин. Умови азотного живлення відіграють велику роль в рості й розвитку рослин. При нестачі цього елементу ріст рослин різко гальмується, стебла ста­ють ламкими, листки передчасно жовтіють. Головне джерело азоту в ґрунті - це гумус. При бездефіцитному вирощуванні соняшнику джерелом поповнення азотних добрив в ґрунті є внесення гною або хімічних сполук, які містять азот. Соняшник використовується для живлення солі азотної та азотистої кислот, аміачні форми азоту, деякі органічні сполуки - сечовину, амінокислоти.

Промисловість в основному виробляє такі види азотних доб­рив: амонійно-нітратні (аміачна селітра або нітрат амонію, вапня­но-аміачна селітра, аміакати), аміачні (сульфат амонію, хлористий амоній, безводний аміак, аміачна вода, вуглеаміакати), нітратні (ка­лійна селітра, натрієва селітра, кальцієва селітра), амідні (сечовина, ціанамід кальцію, сечовинофоральдегідні добрива).

Процеси азотного обміну відбуваються протягом усього періо­ду росту і розвитку рослин. Характер цих процесів залежить від віку рослин. У молодих рослин синтез білків йде активніше, ніж їх розпад. Високий фон азотного живлення забезпечує інтенсивніший процес синтезу білків і гальмує процес утворення жирів.

Вплив фосфору на життя рослин досить багатогранний. Нор­мальне фосфорне живлення значно підвищує врожайність і покра­щує якість кінцевої продукції. За даними Д. Н. Белевцева [10] вне­сення високих доз фосфорних добрив сприяє зміні хімічного скла­ду насіння соняшника. При оптимальному фосфорному живленні зростає врожайність насіння, покращується його виповненість, при­скорюється достигання. Оптимальне фосфорне живлення сприяє поліпшеному розвитку кореневої системи. Внаслідок збільшення її маси і проникнення на більшу глибину в ґрунт поліпшується постачання рослин водою, елементами мінерального живлення, що особливо важливо в посушливі роки.

Фосфор відіграє важливу роль у метаболічних процесах. Нор­мальне фосфорне живлення значно підвищує врожай соняшнику і позитивно впливає на його якість. Під впливом фосфору зростає частка насіння по відношенню до загальної біомаси, збільшуються його розміри і виповненість; фосфор позитивно впливає на вміст олії у насінні. Оптимальне фосфорне живлення сприяє розвитку кореневої системи рослин. Внаслідок збільшення маси коренів та їх проникнення в ґрунт, поліпшується постачання рослин пожив­ними речовинами та водою, що особливо важливо в посушливі роки.

Фосфор є необхідним елементом для синтезу білків, енерге­тичного обміну, в репродуктивному процесі передачі спадкової інфор­мації, створенні клітинних мембран. Фосфор має також велике зна­чення в процесі фотосинтезу та аеробному диханні. Фосфор вхо­дить до складу органічних сполук, таких як нуклеїнові кислоти, поліфосфати, нуклеопротеіди, коферменти тощо.

Усі процеси обміну речовин пов’язані з утворенням фосфор­ної кислоти. Хімічні реакції за участю фосфору складають основу енергетики ЖИВОЇ клітини.

Фосфорні добрива досить інтенсивно поглинаються ґрунтом і мають низький коефіцієнт використання рослинами. Так, наприк­лад, із суперфосфату в рік внесення використовується в середньому близько 20% фосфору, який міститься в ньому. При внесенні доб­рив у рядки при сівбі коефіцієнт використання фосфору зростає. За ротацію сівозміни (8-10 років) використання фосфору може до­сягти 35%. Значна кількість фосфорної кислоти зв’язується ґрун­том як у добре доступні, так і у важкодоступні для рослин форми.

З органічних добрив у рік внесення засвоюється до 30%, а за 8- 10 років - до 50% фосфору, що в них міститься [99J.

На відміну від азоту фосфор не вимивається з ґрунту, не існує також газоподібних утрат. Фосфати ґрунту діють поступово упро­довж багатьох років. Витрати фосфору в землеробстві пов’язані лише з виносом цього елементу з врожаєм. Надходження його в ґрунт відбувається з мінеральними та органічними добривами, а також із насінням. Основне фосфорне добриво, що виробляється промисловістю, - це суперфосфат.

За ступенем розчинності фосфорні добрива поділяють на три групи:

- розчинні у воді - суперфосфат простий і подвійний, в тому числі і гранульований, складні добрива, що містять Р205;

- нерозчинні у воді, які розчиняються в слабких кислотах - преципітат, обезфторений фосфат, плавлений фосфат, мартенівський фосфатшлак;

- важко розчинні фосфати - фосфоритне та кісткове борошно; фосфати цих добрив не засвоюються більшістю культурних рослин, якщо вони не розкладаються під впливом кислотності ґрунту та кореневих виділень.

Поряд з фосфорними добривами і<лоін роль V формуванні врожаю соняшнику відіграють також і калійні добрива. Роль ка­тіону калію досить багатозначна. Він стимулює процес фотосинтезу, посилюючи відтік вуглеводів із листка в інші органи. Хоча калій і не входить до складу ферментів, але активізує роботу багатьох із них (рибофлавіну, тіаміну, кіиази) посилює синтез різних сполук. Він збільшує гідрофільність колоїдів протоплазми, що підтримує організм у молодому діючому стані. За умови достатньої забезпе­ченості рослин калієм рослини краще утримують воду, більш стійкі до тимчасових посух.

Більше 60 ферментних систем рослин можуть нормально фун­кціонувати тільки при достатньому рівні калійного живлення. Калій сприяє збільшенню надходження води в клітини, підвищує осмо­тичний тиск і тургор, зменшує процент випаровування води.

При оптимальному калійному живленні в насінні збільшуєть­ся кількість запасних поживних речовин, в тому числі білку і жиру. Правильне застосування калійних добрив сприяє підвищенню якості сільськогосподарської продукції.

У рослин, в недостатній мірі забезпечених калієм, порушують­ся всі біохімічні та фізіологічні процеси, що веде до зниження вро­жайності, погіршення якості продукції, гальмування розвитку рос­лин та їх достигання. Дефіцит калію знижує стійкість соняшнику до грибкових захворювань.

Проявлення калійного дефіциту найчастіше зустрічається на листках нижніх ярусів. Побуріння листків і виникнення на них краплинок виникає тоді, коли вміст калію в тканинах рослин змен­шується в 3-5 разів проти нормального. Вміст калію в ґрунтах ко­ливається в досить широких межах. В нечорноземних ґрунтах його часто не вистачає, в карбонатних та засолених ґрунтах його міститься надмірна кількість, тут він поряд з натрієм може створювати не­сприятливе середовище для вирощування не лише соняшнику, а й інших сільськогосподарських культур.

Розподіл калію в рослинах відрізняється від аналогійних про­цесів розподілу азоту і фосфору. Як правило, калію міститься більше у вегетативних оріанах, ніж у репродуктивних.

На важких ґрунтах кількість валового калію коливається від 2 до 2,5%. Значно меніпе його в піщаних ґрунтах (0,5-1,2%). Особ­ливо бідні на калій торф’яні ґрунти, розміщені в Поліссі, тому що він вимивається з рослин-торфоутворювачів та й із самого торфу.

Валовий калій важкодоступний для рослин і запаси його в ґрунті не характеризують можливий рівень забезпеченості рослин цим елементом в зв’язку з тим, що лише невелика частка (0,5- 1,5% на піщаних ґрунтах і 0,5-4,0% на глинистих) можуть бути використані для вирощування врожаю.

<Г

Особливу роль у живленні рослин відіграє обмінний калій. Але він також не повністю доступний рослинам, і тому дійсний запас калію, що може засвоюватись рослинами, значно менший.

Крім того, значна кількість калію може вимиватись. Це яви­ще характерне для легких дерново-підзолистих ґрунтів. Калій, що знаходиться в ґрунтовому розчині, а також той, що виноситься ра­зом із добривами, може необмінно поглинатись ґрунтом. Цей про­цес яскраво виражений на чорноземних ґрунтах і ґрунтах, важких за механічним складом. Слід зауважити, що ознаки недостатньої кількості калію, доступного для рослин соняшнику, відмічаються на всіх ґрунтах Лісостепу і Поліської зони. Дефіцит калію в ґрунті можна поповнити лише шляхом внесення добрив.

Усі калійні добрива поділяються на чотири групи:

- концентровані добрива, які випускає промисловість (хлорис­тий калій, сірчанокислий калій, калімагнезія, калійно-магнієвий концентрат);

- 30-40% калійні солі, що одержують шляхом змішування низь­копроцентних сирих калійних солей з концентрованими;

- розмелені природні солі - каїніт та сильвініт;

- відходи промислового виробництва - цементний пил, пічний попіл.

Крім того, важливу роль відіграють у мінеральному живленні рослин також мікроелементи. Сірка входить до складу білків та деяких коферментів, вітамінів (ліпоева кислота, біотин, тіамін). При нестачі сірки затримується синтез білків, рослини відстають у рості та розвитку, листки набувають світло-зеленого забарвлення.

Магній входить до складу хлорофілу і бере участь у фотосин­тезі; в рослинах він знаходиться у вигляді сполук фітину та пекти­нових речовин.

Кальцій знаходиться в рослинах у вигляді іона солей органі­чних та мінеральних кислот і входить до складу похідних фітину та пектину. Він підсилює обмін речовин в рослинах, відіграє важ­ливу роль в переміщенні вуглеводів, впливає на перетворення азот­них речовин, прискорює розпад запасних білків у насінні при про­ростанні.

Залізо бере участь у створенні хлорофілу і є складовою части­ною ферментів. Залізо регулює процеси окислення і відновлення склад­них органічних сполук, відіграє важливу роль у процесі дихання рос­лин. За допомогою фередоксину - спеціального залізовмісного білку - здійснюються процеси перетворення сонячної енергії в хімічну, воно бере участь у фіксації атмосферного азоту мікроорганізмами.

Марганець входить до складу ферментів, бере участь в окислю - вально-відновлювальних процесах, таких як фотосинтез, дихання, утворення хлорофілу, засвоєння молекулярного та нітратного азо­ту. Він впливає на синтез амінокислот, поліпептидів, білків і вітамінів. Слід зауважити, що ґрунти, які потребують марганце­вих добрив, знаходяться в основному в зоні Степу. На кислих дер­ново-підзолистих ґрунтах рідко виникає необхідність застосуван­ня марганцевих мікродобрив. За надмірної кількості рухомого мар­ганцю в ґрунті порушується вуглеводний та фосфатний обмін речо­вин. Порушується також процес закладення репродуктивних органів, запліднення й формування повноцінного насіння.

Цинк входить до складу ферментів і посилює їх активність. Він бере участь у білковому, ліпоїдному, вуглецевому й фосфорному обміні речовин, в синтезі низки вітамінів і ростових речовин. Нестача цин­ку веде до порушення обміну речовин, до накопичення в 'тканинах амідів та амінокислот, до гальмування росту і розвитку рослин. При різкій нестачі цинку порушується процес утворення хлорофілу, в результаті чого виникає плямистий хлороз. Цинк підвищує стійкість рослин до грибкових захворювань, запобігає пліснявінню насіння, підвищує енергію проростання насіння. Нестача цього елементу най­частіше спостерігається на ґрунтах, легких за механічним складом.

Бор відіграє багатогранну роль в біохімічному й фізіологічно­му процесах. Нестача бору негативно впливає на вуглеводний і білко­вий обміни. Цукор і крохмаль накопичуються в листках, відтік їх у місця нагромадження та перетворення затримується. Основна фун­кція пов’язана з дозріванням та диференціацією клітин.

Молібден сприяє синтезу й обміну білкових речовин. Він вхо­дить до складу ферменту нітратредуктази, без чого неможливий синтез білкових речовин. Кобальт впливає на врожайність і якість отримуваної продукції. Таким чином, під впливом мікроелементів рослини соняшнику краще використовують і макроелементи, підви­щується їх стійкість проти хвороб та посушливих умов.

Для підвищення врожайності насіння соняшнику велике зна­чення має оптимальне співвідношення елементів мінерального жив­лення в ґрунті. Надлишок азоту викликає накопичення в насінні великої кількості білкових речовин, тоді як високі норми фосфор­них добрив сприяють збільшенню квіток у кошику й формуванню повноцінного насіння [109]. Отже, на відміну від азотних добрив, фосфорні добрива поряд з підвищенням врожайності забезпечують також підвищення вмісту олії у насінні [27].

На утворення одиниці врожаю насіння соняшник споживає з ґрунту різну кількість азоту, фосфору й калію (табл. 9).

Споживання поживних речовин та їх співвідношення за дани­ми різних дослідників коливається. Але разом із тим помітна чітка залежність, особливо між такими елементами, як азот і фосфор. Вона виражається середніми величинами витрати на один центнер насіння азоту, фосфору й калію відповідно 6, 2 і 10 кг, тобто співвідно-

шення становить 3:1:5. Якщо порівнювати з зерновими культура­ми, то соняшник витрачає на утворення одного центнеру насіння вдвічі більше азоту, в 2-3 рази більше фосфору і в 5-6 разів більше калію. Загальна кількість добрив, яка використовується надзем­ною масою соняшнику в середньому складає 400 кг, що в перекладі на стандартні туки дорівнює 14 ц/га. Крім того, велика кількість добрив використовується також і на формування досить потужної кореневої системи соняшнику.

Соняшник споживає мікродобрива на протязі всього вегета­ційного періоду. Загальна кількість цих елементів зростає разом із збільшенням вегетативної маси рослин та генеративних органів.

Найбільша кількість азоту накопичується в тканинах рослин у початковий період росту і розвитку, а потім різко зменшується до початку достигання насіння. Зменшення вмісту фосфору й ка­лію теж спостерігається, але менш помітно. На початок цвітіння соняшник засвоює 60% азоту, 80% фосфорної кислоти і 90% калію із загальної кількості, яку рослини споживають на протязі веге­тації. Особливо багато поживних речовин поглинається в період від утворення кошиків до масового цвітіння, коли рослини найбільш інтенсивно витрачають воду й енергійно накопичують вегетативну масу. На початку вегетації важливе значення має фосфорне жив­лення, тому що в період від сходів до утворення кошиків рослини поглинають і засвоюють у своїх тканинах більше половини всієї фосфорної кислоти від загальної кількості, ягсу поглинають росли­ни на протязі всього вегетаційного періоду.

В період від цвітіння до достигання, коли приріст вегетативної маси закінчується, засвоєння поживних речовин поступово змен­шується. За цей період соняшник виносить із ґрунту близько 40% азоту, 20'% фосфорної кислоти і 10% калію від загальної кількості ьиносу за весь вегетаційний період. Після закінчення цвітіння синтез органічної речовини відбувається в основному за рахунок пожив­них речовин, які були накопичені в рослинах. Під час достигання в насінні накопичується основна маса азоту (близько 60%) і фосфору (до 70%), а інша частка цих елементів знаходиться в листках, ко - шиках та стеблах. Насіння містить невелику кількість калію, май­же 90% цієї речовини накопичується у вегетативних частинах рос­лин соняшнику.

Застосування добрив, з урахуванням потреб рослин в необхідній кількості і відповідному співвідношенні основних елементів міне­рального живлення у відповідні фази вегетацій, - дуже важливий і найбільш дійовий захід вирощування високих врожаїв соняшнику з високою якістю насіння, високим вмістом у ньому олії та білку. Але ефективність цього заходу на різних ґрунтах і при різних по - годних умовах багато в чому залежить від рівня агротехніки і, на­самперед, від агрозаходів, які спрямовані на накопичення, збережен­ня і раціональне використання вологи, особливо в зоні Лісостепу.

Хоч добрива, особливо фосфорні, сприяють раціональному ви­користанню води рослинами соняшнику, ефективність добрив у максимальній мірі залежить від зволоження ґрунту. Цією обстави­ною багато в чому визначається і коефіцієнт використання соняш­ником елементів живлення з добрив, який може коливатись в пері­од їх внесення: по азоту - від 40 до 50%, по фосфору - від 10 до 20%, по калію - від 20 до 40%.

В Лісостеповій зоні, де вологи в ґрунті значно більше, ніж в Степу, але ґрунти цієї зони мають менше поживних речовин, особ­ливо часто спостерігається дефіцит фосфору й калію. В північних Лісостепових районах країни, де переважно сірі опідзолені, підзо­листі і лугово-чорноземні ґрунти, позитивно впливає внесення під соняшник калію на фоні азотно-фосфорних добрив. Так, за даними М. Г.Городнього та Л. Ф.Федорової [32] у середньому за два роки врожайність соняшнику на варіантах досліду склала: без добрив - 26,2 ц/га; азот 60 - 26,8 ц/га; калій 90 - 31,2 ц/га. При цьому калійні добрива підвищили вміст олії у насінні на 1,2%.

В іншому досліді, який виконувався на протязі трьох років на Митницькій дослідній станції Українського національного аграр­ного університету, на чорноземному ґрунті врожайність соняшнику без добрив становила 25,4 ц/га; на фоні азот-45, фосфор-60 внесен­ня калію в дозі 60 кг підвищило врожайність до 28,5 ц/га, а калію - 90 - до 30,2 ц/га.

Мінеральні добрива мають великий вплив на динаміку росту вегетативних органів, зокрема, стебел упродовж вегетаційного пе­ріоду (табл. 10). Вже через 20 днів після повних сходів спостері­гається різниця у висоті рослин соняшнику [126]. Окремо внесені азот, фосфор та калій дещо змінювали інтенсивність росту стебел, але меншою пірою, ніж це відбувалося на тих варіантах, де було внесене азотне добриво разом з фосфорним чи калійним. Як видно з таблиці, роль мінеральних добрив при формуванні стебел остаточ­но визначилась наприкінці вегетації.

Установлено, що рівень впливу мінеральних добрив на зміну господарсько-цінних ознак також був суттєвим (табл. 11).

В умовах проведення досліду розмір кошика змінювався та­ким чином: найбільшим він був на фоні NPK - 18,8 см, наймен­шим - на не удобреному фоні - 15,0 см і на фоні з внесенням лише калію - 15,5 см. Маса насіння з одного кошика на не удобре­ному фоні склала 63,4 г, при внесенні азотних добрив у розрахунку 60 кг діючої речовини вона збільшилася до 66,8 г. Внесення азот­них добрив разом із фосфором і калієм справило більш помітний вплив на масу насіння кошика. Перевищення над контролем ко­ливалося від 4,8 г до 5,2 г, а на варіанті з внесенням певного міне­рального добрива перевищення склало 9,1 г.

Вважається, що соняшник, у порівнянні з іншими культурами, менш чутливий до добрив. Але науково обґрунтовані дози їх забез­печують підвищення врожайності до 5 ц/га. Ефективність міне­ральних добрив за даними М. В.Лісового [70] значно вища в зоні Лісостепу, ніж у зоні Степу. Ефективність добрив вища там, де дос­татня кількість вологи (табл.12).

Досліди по вивченню дії мінеральних добрив, проведені на чор­ноземі типовому малогумусному в умовах AT ім. Карла Маркса Лебединського району Сумської області на трьох сортах соняшни­ку дозволили одержати дані, наведені в таблиці 13.

В умовах північно-східного Лісостепу України мінеральні доб­рива забезпечують суттєве підвищення врожайності й збору олії з одиниці площі посіву. Крім того встановлено, що мінеральні доб­рива забезпечили зниження ураженості хворобами від 2,3 до 3,0% Разом з тим було встановлено, що найвищий вміст олії мало на­сіння з варіанта, де добрива не вносились, при цьому лушпинність насіння на цьому варіанті була найнижчою.

Таким чином, вміст олії і лушпинність насіння соняшнику в значній мірі залежать не тільки від його походження (сорт чи гібрид), а і фону мінеральних добрив.

Ефективність мінеральних добрив в значній мірі залежить від строків і способів їх внесення в ґрунт. Найбільший ефект забезпе­чує внесення основного добрива восени під зяблеву оранку. Якщо добрива вносяться навесні під культивацію, то їх основна маса за-

лишається у верхньому шарі ґрунту, який швидко пересихає і рос­лини соняшнику не спроможні їх використати. Це особливо харак­терно для фосфорних добрив, зокрема суперфосфату, фосфорна кис­лота якого у верхньому шарі швидко взаємодіє з ґрунтом і стає нерухомою навіть після випадання дощу, залишаючись поза зоною діяльності кореневої системи. Це досить негативно впливає на ріст соняшнику, особливо на початку вегетаційного періоду, коли потре­ба рослин у фосфорних добривах особливо відчутна.

Ефективність мінеральних добрив у Поліській зоні значно вища у порівнянні з Лісостепом з огляду на дві причини:

- ґрунти Полісся набагато бідніші на органічну речовину;

-в Поліссі випадає значно більше опадів, що створює сприят­ливі умови для їх засвоєння рослинами.

Соняшник у зоні Полісся до недавнього часу був мало поши­рений, але в останні роки, коли створені скоростиглі короткосте - бельні сорти та гібриди, багато господарств Полісся почали виро­щувати соняшник як для забезпечення власних потреб, так і на продаж. Врожайність насіння значно менша, ніж у Степу чи Лісос­тепу, але цілком задовільна. Наприклад, деякі господарства Глухі - вського району Сумської області одержують по 12-14 ц/га насіння: в КСП ім. Ілліча на площі 115 га одержали по 11,7 ц/га; в КСП “Велетень” на площі 118 га - по 14,2 ц/га (1999 рік). В середньому по Глухівському району Сумської області в 1999 році було одержа­но по 8,5 ц/га, по Шосткинському - по 8,9 ц/га, тоді як у середнь­ому по області - по 6,7 ц/га.

Мінеральні добрива можуть вноситись в ґрунт не тільки як основні добрива, а також у вигляді підживлення. Ефективність підживлення соняшнику багато в чому залежить не тільки від де­фіциту тих чи інших елементів в ґрунті, а також від рівня зволоже­ності ґрунту, ступеня ушкодженості кореневої системи робочими механізмами під час проведення підживлення, концентрації солей у ґрунтовому розчині в зоні розміщення кореневої системи. Піджив­лення в сучасних рекомендаціях по вирощуванню соняшника май­же не входить. Але питання внесення поживних речовин після посіву в ґрунт у ранній період вегетації не втратило своєї актуаль­ності. В довоєнні часи (1930-1940 pp.) і до 1950 року підживлення соняшнику було досить поширеним заходом. З цією метою вико­ристовували місцеві добрива, що забезпечувало досить вагомі ре­зультати. Підживлення мінеральними добривами не набуло поши­рення тому, що стали поєднувати процес підживлення з внесенням основних добрив, регулюючи співвідношення поживних речовин, враховуючи їх фактичний вміст в ґрунті і на початку вегетаційно­го періоду. Це досить складне завдання, яке важко вирішити для створення рекомендації, виконання якої забезпечувало б стійкий ефект. Разом із тим накопичений досвід внесення азотних і фос­форних добрив по 10-15 чи 20-30 кг/га діючої речовини під час першого міжрядного обробітку забезпечує підвищення врожайності насіння до 2 ц/га.

Підживлення соняшнику аміачною селітрою по 15 кг/га в 1999 р. у навчальвому господарстві Сумського державного аграр­ного університету підвищило врожайність насіння соняшнику на

2,5 ц/га. В дослідах Українського НДІ рослинництва соняшник досить помітно реагував на внесення калійних добрив, які вноси­ли на початку утворення кошика і це забезпечило підвищення врожайності на 2,3 ц/га [33].

Значна увага приділяється також питанням некореневого підживлення соняшника маїсро - та мікроелементами. При виро­щуванні цієї культури на ґрунтах із високою родючістю цей захід не забезпечує стійких результатів. Але при вирощуванні соняшни­ка в умовах, де ґрунти не мають достатньої кількості поживних речовин, цей агрозахід, без сумніву, буде мати високу ефективність.

При вирощуванні соняшнику застосовуються не лише міне­ральні, але й органічні добрива. До органічних добрив належать гній, торф, гноївка, сеча тварин, пташиний послід, фекалії, компости, залишки рослинного та тваринного походження, органічні відходи промисловості, стічні води, зелене добриво. Найчастіше в сільсько­господарському виробництві застосовується підстилковий гній. За хімічним складом різні види підстилки мало відрізняються. Най­кращий гній одержують із вівсяної соломи; він містить 0,65°/. азо­ту, 0,35% фосфору, 1,60% калію, 0,38% кальцію. Гній найнижчої якості одержують, коли підстилкою служить тирса; азоту, фосфору та калію відповідно 0,04, 0,02, і 0,04%. В зв’язку з переходом тва­ринництва у великих господарствах на індустріальну основу з’я­вився новий вид гною - безгіідстилковий. Хімічний склад без- підстилкового гною залежить від хімічного складу екскрементів і способу видалення з тваринницьких приміщень. При зменшенні в раціоні тварин кормових концентратів, вміст азоту й фосфору дещо зменшусться, а калію збільшується. В безпідстилковому гноєві міститься від 50 до 70% азоту в розчинній формі і він може добре засвоюватись рослинами. Фосфор органічних сполук, що міститься в рідкому гноєві, рослини засвоюють краще, ніж фосфор мінераль­них добрив, а калій представлений виключно розчинною формою і тому може засвоюватись рослинами.

З органічних добрив на посівах соняшнику найкраще вивчена післядія гною. Невеликі дози гною в межах 15-20 тон, внесених під зяблеву оранку, на чорноземних ґрунтах забезпечують значну при­бавку врожаю насіння. Ефективність гною більш висока в районах достатнього зволоження і достатньої кількості тепла.

В тому випадку, коли соняшник у сівозміні розташовують після озимої пшениці, гній по 35-40 тон вносять під попередник і це за­безпечує прибавку врожаю насіння до 5 ц/га. Тобто соняшник доб­ре реагує на післядію гною.

Ефективність органічних добрив у значній мірі залежить від вла­стивостей ґрунтів, поживних елементів, і біологічних особливостей рослин, які використовуються як попередники соняшнику, кліматич­них умов, багатьох агротехнічних заходів та цілої низки інших умов.