Олександр Гончаров, науковий співробітник з агрономії ТОВ «Агросфера LTD» (Україна)
Сівба ранніх ярих культур має дещо спільне з пострілами по рухомій цілі. Як у першій, так і в другій справі необхідно враховувати час, дистанцію і швидкість. Адже цілитися треба не туди, де мішень перебуває у момент пострілу, а туди, де вона буде через деякий час. Тобто використовувати так звану «поправку на упередження», яка залежить від швидкості кулі та дистанції пострілу. А також від швидкості і напрямку руху цілі. Це досить складне завдання. Навіть досвідчений снайпер використовує для її вирішення таблиці розрахунків або калькулятор зі спеціальною програмою.
Визначення оптимальних строків сівби має подібний алгоритм розв’язання. Рухома ціль, яку необхідно вразити, – це час. Його нетривалий проміжок із оптимальними умовами для появи сходів. Правильний «приціл» під час висіву забезпечує результативний «постріл». Тобто повний збіг часу появи сходів із найбільш сприятливими умовами для їхнього розвитку.
Стрільцi зважають на характеристику патронів і зброї, визначають дистанцію, враховують поправку на вітер і щільність повітря (туман, дощ). І намагаються зловити в приціл свою цiль у той момент, коли пострілу ніщо не заважає.
Агрономи теж намагаються робити щось подібне. У всякому разі, погоду (температуру повітря, вітер, опади) і можливості техніки беруть до уваги не менш ретельно, аніж стрільці. Але перешкод у агронома набагато більше, ніж у снайпера. Їм доводиться враховувати ще багато побічних факторів. Проте деякі чинники не вдається навіть спрогнозувати. Адже проміжок часу від передбачуваної дати сівби до очікуваної дати отримання сходів становить у середньому близько двох тижнів. А за цей час багато чого може трапитися.
Раніій посів – повільне проростання
Весна 2016 р., завдяки рясним опадам восени та взимку, ймовірно, не буде екстремально посушливою. Різкого підвищення температури та швидкої втрати вологи також, мабуть, не варто очікувати. Але навiть за сприятливих умов зволiкати із сiвбою на Півдні України небажано.
За сівби у пізні терміни існує ймовірність того, що запасiв вологи у верхньому шарі ґрунту не вистачить для розвитку вузлових коренів. А якщо коренева система розвинута недостатньо, рослини не можуть ефективно використовувати вологу та поживні речовини із ґрунту. Відтак формується невеликий колос і щупле зерно. Тому запізнення на тиждень із сівбою іноді призводить до зниження врожайності на 30–50%.
Якщо скористатися наведеним ранiше порівнянням, то передпосівну підготовку ґрунту та організацiю процесу сівби можна назвати «підготовкою до пострілу». Як полюбляють повторювати у вестернах: стрільцi поділяються на дві категорії – на швидких та на мертвих. Проте не кожне миттєве натискання на спусковий гачок гарантує вдалий постріл. Через використання старих або відвологлих патронів постріл може виявитися «затяжним», тобто відбутися із затримкою. Так само ранній висів через дуже повільне проростання насіння може не виправдати очікувань.
На швидкість проростання насіння впливає чимало чинникiв: розмір і виповненість насiнин, наявнiсть грибної чи бактеріальної інфекції, температура, вологість і аерація ґрунту, спосіб та глибина сівби. А також дія певних фунгіцидних протруйників або регуляторів росту, які були використані для обробки насіння.
Поєднання впливу декількох чинників може нейтралізувати дію кожного з них або, навпаки, значно посилити. Тому необхiдно ретельно обирати гармонiчну «композицiю» умов та способiв сiвби, протруйникiв і стимуляторiв росту.
Проростання насіння в деталях
За найвідомішою шкалою фенологічних фаз онтогенезу рослин (J.C. Zadoks) у проростаннi насіння визначені такi етапи: суха зернівка, початок набрякання, закінчення набрякання, накiльчення та поява зародкового корінця, колеоптиля та повноцінного проростка.
Проростання починається із поглинання насіниною необхiдної кiлькостi води, причому насіння може використовувати як вологу ґрунту, так ту, що міститься у повітрі (за його відносної вологості понад 75%). Добута волога зв’язується гідрофільними колоїдами насіння. Iнтенсивність дихання насіння може підвищитися до кінця фази вдвічі-втричі, проте помітної активізації біохімічних процесів у насінні не відбувається.
Тривалість початкового етапу проростання залежить від температури та вологості субстрату, з яким контактує насіння. Що більше вологи міститься у навколишньому середовищі та що вища (до розумних меж) температура, то інтенсивніше насіння поглинає воду.
Але навіть якщо вологість зерна досягає критичного значення протягом декількох годин (під час замочування у воді, наприклад), потрібен певний додатковий час для перерозподілення всмоктаної вологи усередині насінини. Тільки після остаточного розподілення настає друга фаза – безпосереднє набрякання насіння.
Набрякання насіння починається за вологості вище критичної, тобто з моменту появи в насінні вільної вологи. Набрякання активізує ферментну систему. У результаті дії ферментів крохмаль перетворюється у цукри, а білки – у амінокислоти.
Для оптимального зволоження зерну необхідно поглинути 42 – 45% води (вiд його сухої маси) за оптимальної температури та наявностi достатньої кiлькостi кисню. Проростання насіння ячменю можливо за температури 2–4°С, найшвидше цей процес відбувається за температури близько 20–22°С. За підсихання насінин, які встигли наклюнутися, вони можуть повернутися в стан спокою.
За подальшого проростання насiнина переходить у фазу паростка, яка закінчується з появою сформованого колеоптилю. З цієї фази вже немає вороття в стан спокою. Проросток вже не насіння, але ще й не повноцінна рослина. Вiн отримує живлення та деякі специфічні речовини з насіння до переходу на самозабезпечення (тобто автотрофне живлення).
Для налаштування до автотрофного живлення рослина має «збудувати» листя. Спочатку на поверхні ґрунту з’являється тендiтний пагiн у вигляді шильця в прозорій оболонці – колеоптиль. Ця оболонка захищає стебло і перший листок від механічних пошкоджень під час його шляху до свiтла через шар ґрунту.
Час і повнота появи сходів залежать від темпів адсорбції насінням вологи з ґрунту, швидкості біохімічних реакцій у зерні, яке проростає, а також від відповідності між глибиною висіву і довжиною колеоптилю.
Вплив гібереліну на появу сходів
Температура і вологість ґрунту, швидкість вітру, вологість повітря, кількість сонячних днів та наявність або відсутність опадів – це неминучі обставини. А ось вибір протруйника для обробки насіння або стимулювального препарату цілком залежить вiд господаря поля.
Для того щоб з’ясувати, як діють ті чи інші препарати для обробки насіння на появу сходiв, доцiльно розглянути деякі особливості фізіології та біохімії насіння, яке проростає. Зокрема, роль фітогормону гібереліну в «пробудженні» зерна та його вплив на довжину колеоптилю.
Запас поживних речовин насiння зосереджений в ендоспермі у вигляді крохмалю. На його периферії перебуває тонкий алейроновий шар живих клітин, багатих запасними білками. Зародок злаків контактує із ендоспермом через щиток.
За набрякання зернівки першим «прокидається» щиток, який починає виділяти фітогормон гіберелін. Гібереліни проникають через зону ендосперму із крохмальними зернами до алейронового шару. У клітинах алейронового шару починається синтез матричних РНК для ферментів, що руйнують крохмаль – амілаз. Білкові гранули (алейрон) розчиняються, при цьому білок розпадається на окремі амінокислоти, які слугують будівельним матеріалом для синтезу амілаз. Амілази надходять із алейронового шару до крохмальних зерен. Крохмаль руйнується до мальтози і глюкози, їх вбирає щиток і передає іншим тканинам зародка.
Але на цьому функції гібереліну на початковому етапі розвитку рослин ячменю не вичерпуються. Саме цей фітогормон сприяє утворенню та розтягуванню клітин стебла, «проштовхуючи» колеоптиль на поверхню через шар ґрунту.
Позитивна дія біоглогічно активних речовин
Вичерпні дані можна отримати, ознайомившись із технологією прискореного отримання солоду. Солод – це пророщене ячмінне зерно, яке використовують у виробництві пива. Для того щоб стимулювати дружне проростання зерна, використовують різні бiологiчно активнi речовини.
Серед них можна знайти і «старих знайомих» агронома: препарати гумінових і фульвових кислот, фосфорнi та калійнi добрива, мiкроелементи, янтарну кислоту тощо. Але необхідна певна адаптацiя для використання цих технологій «у полі». Адже передпосівна підготовка насіння не потребує багатьох операцій, якi зазвичай проводять під час отримання солоду. Таким чином відпадає потреба у тривалому замочуванні й регулярному перемішуванні зерна за оптимальної для його проростання температури. Тому норми витрати біологічно активних речовин під час обробки насіння перед посівом дещо вищi, ніж під час пророщування солоду. А зовнішні ефекти вiд їхнього застосування мають менший прояв.
Наприклад, відомо, що обробка зерна водним розчином борної кислоти (5 г/т) і сульфату цинку (30 г/т) скорочує процес пророщування під час отримання солоду на дві доби. У «полi» був використаний подiбний метод, проте з застосуванням бiльш придатних для передпосiвної обробки насiння препаратiв. Як джерело бору і цинку використали водорозчиннi добрива для позакореневого пiдживлення із вмістом елементів у вигляді хелатів на основі амінокислот. Використання цих препаратів у баковій суміші із протруйниками підвищило схожість на 12% та позитивно вплинуло на енергію проростання.
Слабокисле середовище для насіння ячменю
У більшості ферментів, що беруть безпосередню участь в обміні речовин під час проростання ячменю, оптимум активності потребує слабокислого середовища. Тому додавання органічних кислот у воду для замочування (оцтової, молочної, лимонної) стимулює процес накопичення амілолітичних та протеолітичних ферментів та їх активування.
Цей спосіб також був апробований «у полі», причому додавання в робочий розчин протруйника органічної кислоти було використане для досягнення іншої мети. Насіння ярого ячменю у 2013 р. для захисту сходів від шкідників перед сівбою обробляли інсектицидним протруйником (д.р. імідаклоприд). Оптимальний рН середовища для ефективної роботи цієї діючої речовини – менше 7, тобто препарат «любить» кисле середовище. Але рН води для приготування робочого розчину препарату сягав 7,3. Тому робочий розчин підкислили до рН 6,5, використовуючи оцтову кислоту (звичайний 9% столовий оцет). Побічним ефектом підкислення робочого розчину виявилася візуально помітна стимуляція енергії проростання обробленого насіння.
Чому деякі протруйники мають ретардантну дію?
Відомо, що ауксини прискорюють біосинтез ферментів (кислої фосфатази та пероксидази) у клітинах насiння. Синтетичний ауксин (індолілмасляная кислота) посилює транспорт іонів кальцію й водню через біологічні мембрани. Іонні зрушення впливають на активність ферментів і таким чином стимулюють функціональну активність клітин. Ауксин також підвищує активність протеолітичних ферментів, внаслідок чого в обробленому насінні посилюється гідроліз білка.
Вiдомо, що окремі протруйники суттєво впливають на проростання насіння та на строки появи сходiв. Деякі діючі речовини протруйників із групи триазолів, наприклад, проявляють ретардантний ефект. Зовні це виражається у скороченні довжини колеоптиля та мезокотиля, завдяки чому вузол кущіння закладається глибше у ґрунтi. Водночас спостерігається вiдносно повільний розвиток надземної частини та більш інтенсивний ріст кореневої системи у сходів. Ці ефекти обумовлені тим, що ретардант зв’язує (інактивує) гіберелін у насінні, що проростає, та у молодих рослинах.
Зв’язування гібереліну в насінні перешкоджає оперативнiй активації ферментів під час проростання зерна, що уповільнює темпи розпаду запасних поживних речовин. Відомо, що уніконазол, паклобутразол та азовіт пригнічують активність а-амілази ендосперму ячменя. Насiнини прокльовуються пізніше на 1–2 дні, порівняно з контролем (необробленим насінням), пізніше з’являються сходи. За несприятливих умов деякі протруйники групи триазолів із вираженою ретардантною дiєю можуть знизити польову схожість хлібних злаків на 25–30%.
Ступінь ретардантного ефекту у діючих речовин класу триазолів суттєво відрізняється. Можна «вишикувати» найпоширеніші діючі речовини цього класу в порядку зменшення ретардантного впливу на паростки: ципроконазол > дініконазол = тебуконазол > флутриафол = тритиконазол > дифеноконазол. Iнгібуюча дія уніконазолу на паростки проявляється за меншої концентрації (у 100 разів), ніж у паклобутразолу й азовіту.
Фунгіцидні препарати як засіб швидкої дії
Що гірші умови для появи сходів (холод, посуха, спека), то бiльше значення має саме протруйник. У подібних умовах що менше проявляється ретардантна дiя, то краще, тому варто звернути увагу на протруйники зі вмiстом «останніх» із наведеного списку діючих речовин класу триазолiв. Або використовувати фунгіцидні препарати з діючими речовинами з інших хімічних груп. У екстремальних умовах «врятувати» можуть давно відомі фунгіцидні препарати (або їх генеричні «клони»), які мають виражену рістстимулювальну дію.
Наприклад, комбінація д.р. карбоксин + тирам, відома вже кільком поколінням агрономів під торговою маркою Вітавакс 200 ФФ (Гранівіт). А також комбінація карбоксину та карбендазіму. Захисний спектр дії д.р. карбоксин, що входить до складу цих протруйників, обмежується в основному грибами з класу базидіоміцетів. Саме тому його використовують лише у складi двокомпонентних препаратiв. Але карбоксин є також потужним стимулятором росту, який прискорює засвоєння рослинами нітратів та поліпшує азотний обмін. Застосування протруйників із цiєю діючою речовиною ефективне за сівби травмованим (битим) зерном, а також за надмірної глибини загортання насіння.
