Теоретично врожайність

сільськогосподарських культур лімітується

тільки припливом на Землю сонячної

енергії і її асиміляції хлоропластами

Климе́нт Арка́дійович Тіміря́зєв

У нашому житті багато дивних речей, значна частина яких виглядає прямо таки парадоксально. Те, що здається неймовірним та фантастичним для людини, без перешкод відбувається у зелених листках рослин.

Позирай у лист!

На запитання: «Що Ви розумієте під живленням рослин?» майже 95 відсотків дипломованих агрономів відповідають – ДОБРИВА і лише одиниці згадують про повітряне живлення, або як ще його називають фотосинтез. Хоча про значення фотосинтезу нам відомо ще з шкільної програми, де зазначалося, що завдяки цьому процесу відбувається не лише виділення такого важливого для всіх живих організмів кисню, але і практично всі процеси живлення рослин. Пізніше встановили зв’язок між фотосинтезом і формуванням кінцевого врожаю сільськогосподарських культур. З’ясували, що фотосинтез – це основний компонент продукційного процесу, який відіграє чи не найважливішу роль у формуванні врожаю (приблизно 95% врожаю складають органічні сполуки, створені в результаті фотосинтезу). Таким чином, виникає цілком логічне запитання: чому питання повітряного живлення, як правило, відходить на задній план?

Можливою причиною цього є той факт, що кореневе (мінеральне) живлення потребує відповідних грошових ресурсів на закупівлю добрив, тоді як повітряне (фотосинтез) відбувається мимовільно, тому й регулювання інтенсивності фотосинтезу зводиться до таких агрозаходів як просторове та кількісне розміщення рослин. Щоправда, останнім часом, з метою підвищення фотосинтетичної продуктивності аграрії досить активно почали додавати в бакові суміші сульфат магнію. Хоча на переконання багатьох науковців, вміст хлорофілу опосередковано пов’язаний із продуктивністю рослин, так як інтенсивність освітлення постійно змінюється (час доби, календарний місяць, метеорологічні умови тощо), проте цей агрозахід дає відповідні результати, щоправда не на всіх культурах. Вочевидь це більше пов’язано з вуглеводно-білковим обміном різних фотоперіодичних груп рослин та їхньою реакцією на фотоперіод, ніж із сумарним вмістом хлорофілу. Так, наприклад, у рослин довгого дня активізація росту й розвитку здійснюється за умови високого вмісту вуглеводів та низького вмісту білка, тоді як у рослин короткого дня – навпаки, за відносно малого вмісту вуглеводів і високого вмісту білка в листку.

Щодо сумарного вмісту хлорофілу, то результати польових експериментів переконливо доводять, що вагомим фактором оптимізації функціонування асиміляційного апарату є рівень мінерального живлення. Так, листова обробка рослин в ході біогенезу хлоропластів із введенням у бакову суміш монохелатів марганцю, кобальту, міді, кальцію, заліза та комплексів за їх участю суттєво впливали на стабілізацію молекул хлорофілу та відбувалося незначне зниження вмісту хлорофілів на більш пізніх етапах вегетації, коли, як правило, вміст хлорофілу помітно знижується у зв’язку з природним старінням і відмиранням листкового апарату.

Науковцями доведено, що коріння та інші гетеротрофні органи рослини залежать від асимілянтів, які утворюються у процесі фотосинтезу і надходять до них з листя. А отже, будь-який агрозахід, що підвищує урожай, у кінцевому результаті, діє на підвищення використання енергії сонячної радіації, коефіцієнта корисної дії фотосинтезу. Узагальнені літературні дані вказують, що за звичайних традиційних технологій рослини в середньому використовують для фотосинтезу 2-3% сонячної енергії, тоді як застосовуючи вмілу агротехніку, ця величина може наближатися до 5%. І якщо в недалекому минулому професіоналізм агронома визначався знанням етапів органогенезу, вмінням налаштувати сівалку та розробити систему удобрення, то в умовах сьогодення рівень управління процесами фотосинтезу з метою підвищення його коефіцієнта корисної дії (ККД) є підтвердженням звання «професіонал». Адже з усіх факторів, коефіцієнт поглинання ФАР є найнижчим і найбільш важко регульованим. Крім того хочемо зазначити, що хлоропласти рослини, яка перебуває у стресовому стані, не реагують на жоден з елементів мінерального живлення, незважаючи на їхню форму. Тому до листових обробок, які в таких випадках так полюбляють наші аграрії, потрібно відноситися дуже обережно, особливо в стані глибокого стресу. Як показує практика, найбільш дієвим є застосування функціонально направлених амінокислот (кожна амінокислота виконує притаманну для неї функцію). Щодо мікроелементів, то дозу їх внесення (відносно рекомендованої за нормальних умов) треба зменшити в 4-6 разів.

Оскільки сам фотосинтез поки не піддається відчутному управлінню, то розробляючи технологію вирощування сільгоспкультур, потрібно включати прийоми і методи ефективного оволодіння цим процесом. Тоді рослини матимуть змогу продуктивніше засвоювати світлову енергію, забезпечувати себе вуглекислотою, вологою, мінеральними елементами, полегшувати відтік асимілянтів з листя тощо. У сучасному арсеналі аграріїв є чимало препаратів, які здатні посилювати або послаблювати стійкість рослин до зміни погодно-кліматичних умов та ознак, що носять спадковий характер і визначаються генотипом. Однак, синтетичні (штучно створені) стимулятори, регулятори не мають універсального значення, тому не можуть замінити інші фактори формування врожаю. Крім того, надзвичайно важливо знати точний механізм, хімізм їхньої дії на фізіолого-біохімічному та молекулярно-генетичному рівнях.

Що думають хлоропласти?

Але знову ж таки, рослина розумна і самостійно подає нам сигнали, коли і яку «вітамінку» їй потрібно дати. Яким чином? Все дуже просто: насамперед не доводити рослини до критичного стану, періодично проводити їх профілактичну діагностику. З цією метою можна скористатися визначенням фотохімічної активності хлоропластів. Фотосинтетичний апарат є досить лабільною системою, яка реагує на зміни усіх факторів, що приводять до змін інтенсивності його функціонування. З появою портативних приладів, цей метод набув досить значного поширення, а експресність методу дозволяє безпомилково визначити потребу в тих чи інших елементах мінерального живлення, які насамперед дозволять активізувати біохімічні процеси, у тому числі й повітряне живлення.

Діагностику доцільніше проводити в міжфазні періоди, коли рослина готується до наступних фізіологічних змін. Пам’ятаймо, що кожен період характеризується певними біохімічними і фізіологічними особливостями та власними показниками продуктивності рослин в залежності від роботи фотосинтетичного апарату. В перший період (сходи та початок цвітіння) рослина живиться елементами, що внесені під час посіву. Тому розробляючи систему удобрення, головну увагу слід приділяти азоту, фосфору, калію, магнію, марганцю, міді, цинку тощо. Другий період – максимальна за вегетацію площа листків і фотосинтетична активність хлоропластів. Оскільки площа листкової поверхні сформована – пріоритетним є робота хлоропластів. Життєво необхідними елементами є магній, залізо, марганець, бор, калій, фосфор, азот, тощо. Урожай, а саме його рівень залежить від фотосинтетичного потенціалу першого та, особливо, другого періодів.

Під час третього періоду площа листків починає поступово зменшуватися, але в загальному залишається на хорошому рівні, біомаса продовжує інтенсивно наростати завдяки росту плодів, які під кінець періоду досягають максимальної величини. Від кількості плодів і насіння у них на кінець третього періоду залежить ефективність фотосинтезу під час наливу. Науковцями встановлено, що найбільш активно фотосинтетичні процеси у посівах протікають на другому та третьому етапах, а отже, і кількісні та якісні показники врожайності залежать від фотосинтезу, точніше від спроможності агронома (технолога) до його інтенсифікації. Збільшити урожай на четвертому етапі неможливо, якщо попередні періоди упущені.

Візуальні ознаки дефіциту тих чи інших елементів живлення проявляються досить пізно, коли вже є втрати врожаю, а своєчасне діагностування дозволяє визначити його завчасно і таким чином запобігти втратам. На відміну від ґрунтового аналізу, листкова діагностика дозволяє визначити стан рослини у поточний момент, а особливо актуальна в критичні періоди за умови нестачі вологи (або її надлишку), спеки (або раптового спаду температур) тощо. Адже передчасне або запізніле внесення обов’язково призведе до негативного результату. Тому за відсутності стовідсоткової можливості своєчасного їх внесення через погодні або технічні умови від внесення препаратів краще відмовитись взагалі і надати рослині можливість саморегуляції.

Поєднання знань та практичних навиків у галузі біохімії, агрохімії та фізіології рослин може забезпечити комплексне вирішення завдань. Професійним кредо кожного аграрія має стати: «Якщо не можеш збільшити притік ФАР до рослини – то змусь рослину «проковтнути» максимальну її кількість».

Марія Августинович, к. с.-г. н., завідувач науково-дослідною лабораторією інноваційних технологій та впровадження ТОВ «УНПЦ «Інститут живлення рослин»

Comments are closed.