Відеолекція до розділу 1.1

1.1.1 Загальна характеристика зернових культур

В Україні, як і у світовому рослинництві, зернові культури займають найбільші посівні площі, що свідчить про їх виключно важливе продовольче, кормове і сировинне значення в народному господарстві. У народному господарстві України зернові культури є основою сільськогосподарського виробництва. Зернові́ культу́ри — найважливіша група однорічних трав'янистих рослин, вирощуваних для отримання зерна — основного продукту харчування людини, сировини для багатьох галузей промисловості, та використовується для виробництва корму для тварин.

Зернові культури це найбільш поширена група серед усіх сільськогосподарських культур у світовому землеробстві. До цієї групи культур належать три ботанічні родини: злакові, або тонконогові(Gramineae, Poaceae), бобові (Fabaceae, Leguminosae) та гречкові (Polygonaceae)..

Хлібні зернові культури вирощують на всіх континентах нашої планети. Північні і південні кордони їх ареалу збігаються з межами землеробства. Серед хлібних зернових культур найпоширеніші пшениця Triticum, рис Oryza (особливо в країнах Азії), кукурудза Zea (найбільші площі в Північній Америці), жито Secale cereale (головним чином у Європі), овес Avena (у Північній Америці та Європі), ячмінь Hordeum vulgare (у Європі, Азії, Північній Америці),

Світова посівна площа хлібних зернових культур становить більше 700 млн.га, у тому числі:

·        пшениці 210,8 млн га,

·        рису 140,6 млн га,

·        кукурудзи більш 110,3 млн га.

За способом вирощування, морфологічними та біологічними особливостями зернові культури поділяють на дві групи. До хлібних злаків першої групи, або зернових, належать пшениця, жито, тритикале, ячмінь, овес. Це культури довгого дня, досить вологостійкі й вологолюбні. Злаки цієї групи характеризуються швидким ростом на початку вегетації, починають кущитися через 10—15 діб після появи сходів і менше пригнічуються бур'янами, ніж просоподібні злаки.

Хлібні злаки другої групи,або просоподібні (просо, кукурудза, сорго, рис), є культурами короткого дня з підвищеними вимогами до тепла. Вони більш посухостійкі, ніж хлібні злаки першої групи (крім рису).

Найпоширенішою зерновою культурою в Україні є озима пшениця, посіви якої займають, залежно від року, 6,4–7,3 млн. га землі. До 90% площ її зосереджені у степовій і лісостеповій зонах і лише близько 10% — у поліській. Друге місце за площами посіву належить ярому ячменю, який в окремі роки висівають на 3,5–4 млн. га. Вирощують його, як і озиму пшеницю, переважно в Степу й Лісостепу.

Трете місце — за зерновою кукурудзою, посівні площі якої часто перевищують 1,5–2 млн. га і розміщені переважно у степовій та лісостеповій зонах.

Інші зернові злакові культури (жито, тритикале, овес, яра пшениця, озимий ячмінь, просо, рис, сорго) висівають в Україні на площі, яка в різні роки коливається в межах 2,5–3,5 млн. га.

Озиме жито, тритикале і овес поширені переважно на Поліссі і в Лісостепу; озимий ячмінь — в районах Степу; просо — в усіх зонах України; кукурудза на зерно — в Степу й Лісостепу; рис і сорго — у степових районах.

Зерно хлібних зернових містить багато вуглеводів (60-80% у перерахунку на суху речовину), білків (7-20% на суху речовину),ферменти, вітаміни комплексу В (B₁, B₂, B₆), PP і провітамін А, чим і визначається їхня висока поживність для людини і цінність для кормового використання ( табл.1.1).

Таблиця 1.1 - Середній зімічний склад основних видів зерна (г/100 г зерна)

Зерно і солому багатьох зернових культур використовують як сировину у переробній промисловості. Із зерна виробляють крохмаль, спирт, пиво, декстрин, глюкозу, фітин тощо; із стебел — папір, целюлозу, деревний спирт, картон, поташ та ін. Солому й полову зернових культур і стебла кукурудзи використовують як грубі корми.

Зернові культури забезпечують тваринництво також зеленими кормами, силосом, сіном.

Основне значення зернових культур полягає в тому, що вони є не тільки безпосередньо необхідними і незамінними продуктами харчування людей (хліб, крупи, макаронні, кондитерські та інші вироби), а й найважливішим фактором забезпечення людей висококалорійною їжею тваринного походження — м'ясом, салом, молоком, яйцями та іншою продукцією.

Перше місце у світі за посівними площами серед зернових культур належить ярій пшениці, яку вирощують на площі понад 27 млн. га. Основні посіви її розміщені в Казахстані, в районах Уралу, Західного та Східного Сибіру.

Озима пшениця (до 21 млн.га) найбільш поширена в Україні (6–8 млн.га), Північному Кавказі, Центрально-Чорноземній зоні та в Молдові.

На значних площах жито вирощують також в Україні (до 650 тис. га).

Ярий ячмінь (26 млн. га) найбільш поширений в Україні та на Північному Кавказі, Центрально-Чорноземній зоні та Білорусі; овес (10,8 млн.га) — у Нечорноземній зоні, районах Західного та Східного Сибіру і Білорусі.

Основними районами вирощування кукурудзи на зерно є Україна та Молдова, Північний Кавказ, Закавказзя, Центрально-Чорноземна зона, Поволжя, країни Середньої Азії, Казахстан.

Просо (241 тис.га) вирощують переважно в Казахстані, Україні, Центрально-Чорноземній зоні, у районах Поволжя та Уралу. Посіви сорго розміщені переважно на півдні України та Північному Кавказі, в Молдові, Середньоазіатських країнах та Казахстані. Рис (33 тис.га) поширений у Середній Азії, Приморському краї, на Кубані, в Закавказзі та на півдні України. Тритикале має незначне поширення в Україні, на Північному Кавказі, в Центрально-Чорноземній зоні Росії. Гречка культивується здебільшого в Нечорноземній та Центрально-Чорноземній зонах Росії та в Україні.

Із загальної посівної площі у світі 210млн. га, зернові культури вирощують на площі 110–118 млн. га, що становить 52–56%.

В Україні площа зернових культур у сприятливі роки сягає 15,5–16,5 млн. га, або 45–50% загальної посівної площі.

Світовий валовий збір зерна становить біля 1200 млн тон. Урожайність хлібних зернових культур  сильно коливається (в ц/га) (табл. 1.2)

Таблиця 1.2 - Найбільші виробники зернових культур у світі (2009)

1.1.2 Ріст і розвиток зернових хлібів

Протягом вегетації зернові культури проходять такі фенологічні фази розвитку: проростання, сходи, кущіння, вихід у трубку, колосіння або викидання волоті, цвітіння, формування і достигання зерна. За початок фази вважають той день, коли вона відмічається приблизно у 10% рослин, за повну фазу — коли її ознаки проявляються у 75–80% рослин.

Проростання насіння. Висіяне у ґрунт насіння за сприятливих умов проростає. Прорости насіння може при поглинанні такої приблизно кількості води (у% до повітряно-сухої маси насіння): пшениці 47–48, жита 58–65, ячменю 48–57, вівса 60–76, кукурудзи 37–44, проса і сорго 25–38, рису 37–44. Поглинувши воду, насіння спочатку бубнявіє, а потім за допомогою ферментів складні запасні речовини зернівки перетворюються на прості, внаслідок чого починають рости зародкові корінці і листки. З появою на поверхні ґрунту першого справжнього листка починається нова фаза — сходи.

Сходи. Дружність проростання і поява сходів залежать від температури посівного шару ґрунту. Мінімальною температурою для з'явлення сходів насіння хлібів першої групи є 2–5°С, другої 10–12°С, оптимальною — відповідно 20–25 і 25–30°С. При оптимальній температурі і вологості ґрунту сходи з'являються на 6–8-й день.

Кущіння починається після утворення рослиною 3–4 листків, приблизно через 23–27 днів після появи сходів (II — III етапи органогенезу) завдяки активному фотосинтезу та притоку мінеральних поживних речовин. На підземних стеблових вузлах, особливо на вузлі, який знаходиться ближче до поверхні ґрунту, закладаються вторинні, або вузлові, корені та бічні пагони. Вузол кущіння є найголовнішим органом рослини, з його відмиранням відмирає рослина. Залягає він у ґрунті на глибині 1,5–3 см. Глибина залягання вузла кущіння залежить від факторів життя, індивідуальних особливостей рослин, способів їх вирощування.

Наприклад, при недостатньому освітленні рослин, що спостерігається у загущених посівах, він залягає ближче до поверхні ґрунту; при понижених температурах, а в деяких культур при глибокому загортанні насіння (озима пшениця) вузол кущіння залягає глибше. Глибина залягання вузла кущіння відіграє важливу роль у житті рослин: чим глибше він залягає в озимих культур, тим вони морозостійкіші; при глибшому його заляганні у рослин підвищується стійкість до вилягання.

Дружне кущіння у злакових рослин відбувається при температурі 10–15°С, достатньому забезпеченні їх водою, поживними речовинами та достатній площі живлення. За сприятливих умов кожна рослина утворює до 5–10 і більше пагонів. Частина з них безпосередньо формують урожай зерна, утворюючи суцвіття з виповненим зерном — продуктивні пагони, частина — так званий підгін, не утворюють суцвіть і не беруть участі у формуванні урожаю зерна.

У зв'язку з цим виділяють продуктивну і непродуктивну кущистість злакових рослин. Як недостатнє, так і сильне кущіння знижує урожайність зерна: у першому випадку через малу кількість продуктивних пагонів, у другому — через можливість вилягання рослин. При вирощуванні зернових культур першої групи максимальний урожай зерна забезпечує густота продуктивних пагонів 500–700 шт./м².

Вихід у трубку (трубкування). Ріст стебла починається з нижнього міжвузля, яке протягом 10–15 днів видовжується, піднімаючи догори у листковій трубці друге і наступні міжвузля. Початком фази трубкування (IV — VII етапи органогенезу) вважається той період, коли стебловий вузол першого міжвузля піднімається на висоту 2–3 см від поверхні ґрунту. Ця фаза настає через 42–50 днів після появи сходів. У цю фазу спостерігається інтенсивний ріст вегетативної маси, формування та диференціація суцвіть, репродуктивних органів, їх інтенсивний ріст. У цей період рослини дуже вибагливі до поживних речовин та вологи. Тривалість фази 42–50 днів.

Колосіння і викидання волоті. Ця фаза вегетації відповідає VIII етапу органогенезу. Вона триває 5–7 днів. Внаслідок інтенсивного росту стебла, особливо його верхнього міжвузля, з листкової трубки назовні з'являється колос (пшениця, жито, ячмінь, тритикале) або волоть (овес, просо, рис, сорго, чоловіче суцвіття у кукурудзи). У фазу колосіння та викидання волоті завершується формування усіх органів суцвіть.

Цвітіння настає на IX етапі органогенезу і триває 4–6 днів. У жита воно починається через 8–10 днів після колосіння, а в ячменю закінчується до колосіння.

Під час цвітіння відбувається запилення квіток. Зернові культури за характером запилення поділяються на самозапильні (пшениця, тритикале, овес, ячмінь, просо, рис) і перехреснозапильні (жито, кукурудза, сорго), у яких пилок переноситься на приймочки маточок вітром. У колосових культур цвітіння починається з квіток середньої частини колоса, у волотевих — з квіток верхньої частини волоті. У цю фазу припиняється ріст вегетативної маси.

Формування і достигання зерна. Після запліднення на Х-ХІІ етапах органогенезу настає фаза формування зерна — його ріст в довжину до розміру, типового для кожного сорту або гібриду. Маса 1000 зернин в цей час мала — всього 8–12 г. За формуванням зерна настає фаза наливання зерна і його молочна стиглість.Тривалість цього періоду 40–45 днів. При наливанні у зерно надходять поживні речовини, зерно досягає типового розміру за товщиною та шириною. В цей період зерно за консистенцією нагадує молоко (розчин органічних речовин). Кількість води у зерні становить 50% і більше. За молочною стиглістю настає воскова, за якої зерно за консистенцією нагадує віск, набирає типового кольору, вологість його знижується до 30–32%. Повна стиглість — це кінцевий етап вегетації рослин. У цій фазі вологість зерна знижується до 20–15% і воно повністю втрачає зв’язок з материнською рослиною.

1.1.3 Озима пшениця

Ключові слова: онтогенез, асиміляція, рослинна біомаса, коренева система, зерно, поверхня листя, потреба в теплі, волого потреба.

Анотація: Наведено аналіз  біологічних та екологічних властивостей озимої пшениці.

Основне призначення озимої пшениці — забезпечення людей хлібом і хлібобулочними виробами. Цінність пшеничного хліба визначається сприятливим хімічним складом зерна. Серед зернових культур пшеничне зерно найбагатше на білки. Вміст їх у зерні м'якої пшениці залежно від сорту та умов вирощування становить у середньому 13–15%. У зерні пшениці міститься велика кількість вуглеводів, у тому числі до 70% крохмалю, вітаміни В₁, В₂, РР, Е та провітаміни А, D, до 2% зольних мінеральних речовин. Білки пшениці є повноцінними за амінокислотним складом, містять усі незамінні амінокислоти — лізин, триптофан, валін, метіонін, треонін, фенілаланін, гістидин, аргінін, лейцин, ізолейцин, які добре засвоюються людським організмом. Проте у складі білків недостатньо таких амінокислот, як лізин, метіонін, треонін, тому поживна цінність пшеничного білка становить лише 50% загального вмісту білка. Це означає, наприклад, що при вмісті білка в зерні 14% ми використовуємо його лише 7%. Тому так важливо вирощувати високобілкову пшеницю. 400–500 г пшеничного хліба та хлібобулочних виробів покриває близько третини всіх потреб людини в їжі, половину потреби у вуглеводах, третину (до 40%) — у повноцінних білках, 50–60% — у вітамінах групи В, 80% — у вітаміні Е. Пшеничний хліб практично повністю забезпечує потреби людини у фосфорі і залізі, на 40% — у кальції.

Співвідношення білків і крохмалю у зерні пшениці становить у середньому 1 : 6 - 7, що є найбільш сприятливим для підтримання нормальної маси тіла і працездатності людини.

Особливо якісні хліб та хлібобулочні вироби одержують із борошна сортів сильних пшениць, які належать до виду м'якої пшениці. За державним стандартом, зерно таких пшениць, які за класифікацією належать до вищого, першого та другого класів, містить відповідно 36, 32 і не менше 28% сирої клейковини першої групи і має натуру не менше 755 г/л, скловидність — не нижче 60%, а хлібопекарська сила борошна становить 280 і більше одиниць альвеографа (о. а.).

Хліб з борошна сильних пшениць є не тільки джерелом харчування, а й своєрідним каталізатором, який поліпшує процеси травлення та підвищує засвоєння інших продуктів харчування.

Сильні пшениці належать до поліпшувачів слабких пшениць. Борошно сильних пшениць при домішуванні (25–30%) до борошна слабких пшениць поліпшує його хлібопекарські властивості, завдяки чому хліб випікається високооб'ємним, пористим і якісним.

За високу якість зерна вирощування сильних пшениць стимулюється державою.

У виробництві досить поширена також група цінних пшениць, які за класифікаційною якістю належать до 3-го класу, їх зерно містить від 23 до 28% сирої клейковини другої групи, а сила борошна нижче 280 о. а. (до 200 о. а.). З борошна цінних пшениць випікають хліб доброї якості, але воно не здатне поліпшувати борошно слабких пшениць.

Пшениці із вмістом у зерні менше 23% (до 18%) клейковини належать до 4-го класу і є найменш якісними за хлібопекарськими показниками. Їх віднесено до слабких пшениць.

Сорти пшениці 5-го класу з вмістом у зерні сирої клейковини менше 18% вирощують на корм худобі.

Зерно м'якої м'якозерної пшениці з низьким вмістом білка (9–11%) і підвищеним — крохмалю використовується в кондитерській промисловості, зокрема для виготовлення тортів. Правда, в Україні цих сортів ще недостатньо.

В Україні поширені також сорти озимої твердої пшениці. Порівняно з м'якими пшеницями їх зерно багатше на білок (16–18%). Проте вони утворюють коротку й тугу клейковину (другої групи), яка для хлібопечення менш придатна: хліб з такого борошна формується низького об'єму, швидко черствіє. Борошно твердих пшениць е незамінною сировиною для макаронної промисловості. Їх клейковина дає змогу виготовляти макарони, вермішель, які добре зберігають форму при варінні, не ослизнюються і мають приємний лимонно-жовтий або янтарний колір. Тверді пшениці використовують для виробництва особливого сорту борошна — крупчатки та виготовлення вищої якості манної крупи.

1.1.4 Ботанічний опис і біологічні властивості озимої пшениці

Коренева система пшениці сильно розвинена, представлена первинною, що розвивається із зародка, і вторинною - з вузла кущіння.

Стебло – прямостояча соломина, що складається з 5 – 7 міжвузлів. Висота його в залежності від виду, сорту  та умов вирощування коливається від 50 – 70 до 200см. Рослина пшениці здатна утворювати велику кількість стебел з бруньок, розташованих у вузлі кущіння [4].

Пшениця відрізняється підвищеною кущистістю, утворюючи в середньому 3 – 5 стебел, у тому числі продуктивних – 2 - 3.

На головному погоні у більшості сортів озимої пшениці закладається 8 – 10 листків, на бокових на 1 - 3 менше. Результати багатьох наукових досліджень свідчать, що розміри листкових пластинок в період їх фотосинтетичної діяльності істотно впливають на формування сухої маси рослин і врожай  зерна [5].

Верхня частина стебла закінчується суцвіттям, що являє собою колос. За способом запилення озима пшениця належить до самозапильних рослин [5].

Однак, як показали дослідження деяких вчених, озима пшениця не є облігатним самозапильником, спостерігаються випадки перехресного  запилення, особливо  в умовах жаркої і сухої погоди на півдні України [6].

Плід пшениці – зернівка, яку в агрономічній практиці називають зерном. У зернівці розрізняють власне сім’я (зернину), яке складається із зародка, ендосперму і насінної оболонки. Зародок складається із щитка, бруньки і зачаткових кореневих пагорків [7].

Кількість зерен у колосі часто перевищує 30 – 35 штук, а середня маса зерна в ньому становить 1 -1,5г (іноді до 2,5 – 4г); маса 1000 зерен – 25 – 55г, частіше – близько 40г [3].

Насіння озимої пшениці проростає у середньому трьома – чотирма корінцями (з коливаннями від двох до шести).Кількість зародкових корінців залежить від величини насіння, родючості та вологості ґрунту, строків посіву та інших факторів.

Після утворення вузла кущіння (іноді разом з появою бокових пагонів) починається розвиток вторинних коренів

У озимої пшениці утворення стебла з вузлами, міжвузлями і  зародковим колосом починається ще в період кущіння. Ріст стебла починається з нижнього міжвузля, яке протягом 10 – 15 днів видовжується, піднімаючи догори у листковій трубці друге і наступні міжвузля. Початок трубкування – період, коли стебловий вузол першого міжвузля піднімається на висоту 2 – 3см від поверхні ґрунту. Ця фаза настає через 42 – 45 днів після появи сходів і триває 42 – 50 днів [1].

За дослідженнями інших вчених, у фазу виходу в трубку спостерігається інтенсивний ріст вегетативної маси, формування та диференціація суцвіть, репродуктивних органів, їх інтенсивний ріст. У цей період рослина дуже вибаглива до поживних речовин та вологості. Період від початку весняної вегетації до трубкування в умовах півдня України становить 29 – 44 дні [6,7].

Колос закладається весною, коли температура повітря достягає 7 – 8 ºС, а тривалість дня – більше 12 годин. Колосіння пшениці починається через 3 – 4 дні після виходу в трубку. Ця фаза триває 5 – 7 днів. Колос з'являється внаслідок інтенсивного росту стебла, особливо його верхнього міжвузля, з листкової трубки [3,7].

Досліджено, що колос формується тим швидше, чим довша ніч і вище температура. Похмура погода затримує колосіння. Фосфорні добрива прискорюють колосіння на 2 – 3 дні, а азотні та гній, навпаки, затримують   його [3].

Цвітіння  озимої пшениці настає через 2 – 3 дні після колосіння і триває 4 – 6 днів. Починається воно з колосків, що розташовані нижче середини колоса і продовжується вниз і вверх. Останніми цвітуть верхні та нижні колоски. Посушлива погода прискорює цвітіння. Пшениця відноситься до самозапильних рослин [6].

Після запліднення настає фаза формування зерна – його ріст в довжину до розміру, типового для кожного сорту. В цей час ріст стебла припиняється і поживні речовини із листа і стебла пересуваються до зерна, що формується. В ньому з’являється ендосперм, зародок та інше. Зерно помітно збільшується в довжину і через 12 – 16 днів достягає кінцевої величини, що співпадає з початком молочної стиглості. Цей період характеризується інтенсивним ростом зернівки у довжину, швидким  накопиченням в ній води і невеликою кількістю сухих речовин. Кількість води на початку цього періоду досягає 80 – 82%, в кінці знижується до 65 – 70% /.

Далі наступає період наливу. При цьому спостерігається помітне збільшення ширини і довжини зернівки, зміна її забарвлення від зеленого до тілесного. На початку наливу вода складає 65 – 70%, а наприкінці – 42 – 38%. В цілому, формування зерна при помірно теплій і вологій погоді триває 12 – 14 днів, на півдні країни – 10 – 12; фаза молочної стиглості 8 – 11, воскової – 6 – 12 днів/

За іншими даними кількість води у зерні під час молочної стиглості становить 50% і більш, воскової – знижується до 30 – 32%, повної – 15 – 20%. Повна стиглість – це кінцевий етап вегетації рослин, при якому зерно повністю втрачає зв’язок з материнською рослиною.

Строки початку повної стиглості зерна залежать від багатьох факторів, а особливо від ґрунтово-кліматичних умов, агротехніки вирощування, сортових особливостей. На півдні України ця фаза настає в кінці червня – першій половині липня, а на півночі – в другій – третій декаді липня [4].

Таким чином, вегетаційний період озимої пшениці починається з осені в рік сівби і закінчується влітку наступного року. Він становить разом з періодом зимового спокою 180 - 200 днів, а без періоду спокою, при нормальних строках сівби посівів – 150 – 170 днів .

1.1.5 Вимоги озимої пшениці до умов  навколишнього середовища

Світло. Озима пшениця належить до рослин довгого світлового дня. Вегетаційний період її залежно від району вирощування коливається від 240 – 260 до 320 днів. Для пшениці необхідне інтенсивне освітлення. При затінені рослин у загущених посівах нижні стеблові міжвузля надміру витягуються і пшениця вилягає [18 ]. Надходження сончної радіації  після появи сходів поряд з температурою грунту та заглибленням насіння дуже впливає на  глибину закладки вузла кущіння озимої пшениці. За даними

О.І. Носатовського «главную роль в размещении  узла кущення играет свет. После всходов как только растения підвергаються действию света, узел кущення уже не поднимается …». Заглиблення вузла кущіння під дією  сонячного світла є результатом морфогенетичного ефекту і визначається як інтенсивністю освітлення колеоптиле, так і кількістю поглиненої радіації [1,2, 5]..

Світло для життя рослин має не менше зна­чення, ніж температура, вологість та мінеральне живлення. Світло, або промениста енергія, у широкому розумінні цього слова, є важливим енергетичним фактором, який бе­ре активну участь у створенні органічної речовини на землі.
Промениста енергія сонця у більшості випадків впливає на особливості процесів росту, форми і розміщення листя у рослин та ін. Вона бере участь не тільки у формуванні органічної речовини, але і в її перетворенні та відкладанні, впливає побічно та безпосередньо на процеси загартування рослин, зміни їх зимо- та посухостійкості. Світло також впливає і на формування органів рослин.

У похмурну погоду або в загущених осінніх сходах у злаків конус наростання основного стебла та пагонів завж­ди виноситься (піднімається) ближче до поверхні ґрунту, їх ріст за умов недостатнього освітлення припиняється із за­пізненням. Все це зумовлює невелику продуктивність та­ких сходів. З робіт А. С. Оконенка (1954), В. І. Розумова (1961), П. П. Вавілова (1981) та багатьох інших відомо, що в зв'язку з різною інтенсивністю освітлення неоднаково відбуваються біологічні, фізіологічні та біохімічні процеси в рослинах, а це в кінцевому результаті впливає на вміст хлорофілу, анатомію, морфологію окремих органів та га­бітус рослин у цілому. Світловий режим озимої пшениці впливає не тільки на розвиток, але й на процеси росту, ви­соту стебла, кількість листків, довжину та ширину листко­вої пластинки. У середньому вглиб травостою пшениці над­ходить тільки 15—20 % сонячної радіації [3,4]..

Для нормального росту і розвитку рослин озимої пше­ниці необхідна мінімальна сила освітлення— 1,8 тис. люк­сів. Пряме сонячне світло опівдні дає ЗО—40 тис. люксів. Недостатнє освітлення може послаблювати процес фото­синтезу, що негативно позначається на врожаї, а в поєднанні з багатим азотним фоном призводить у зернових культур до різкого збільшення стерильності квіток.

Оптимальна інтенсивність освітлення є необхідною умо­вою, яка забезпечує високу фотосинтезуючу активність рос­лин, продуктивне кущіння і формування багатоколосково­го колосу, успішне наливання зерна та добре реагування на багатий агрофон.

Важливим якісним показником посівів, здатних з вели­ким ККД засвоювати енергію світла та СО₂ з повіт­ря, є достатньо висока оптична щільність при великій су­марній поверхні асимілюючих органів, головним чином листя.

Створення оптимального світлового ре­жиму посіву можна досягнути нормами висіву, способами сівби, розміщенням рослин на площі, кількістю їх у рядках та ін. Цими заходами можна помітно збільшувати коефі­цієнт корисної дії фотосинтезу, надходження сонячного світла на землю. За даними Всесоюзного науково-дослід­ного інституту електрифікації сільського господарства (ВНДІЕСГ) підраховано, що на поверхні землі теоретично максимально можливе значення ефективності природного світла для фотосинтезу знаходиться в межах від 16 до 24%.

Потік світла протягом дня змінюється в широких межах: від декількох ват на квадратний метр вранці і увечері до половини кіловата на кожний квадрат­ний метр опівдні. При цьому не залишається постійною ні температура, ні вологість повітря.

 Для кожного значення опромінювання рослин є своя оптимальна температура. Так, у сонячний, дуже жаркий день фотосинтез досягає максимуму о 7—8-й годранку, а потім різко падає. У другій половині дня в міру зменшення світлового потоку, що час­то супроводжується і зни­женням температури по­вітря, швидкістьнакоп­ичення енергії знову починає зростати і увечері (19—20 год) досягає свого другого максимуму.

Фотосинтез — основний процес живлення рослин, тому інші процеси — діють і ефективні тільки в тій мірі, у якій вони поліпшують і стимулюють фотосинтезуючу діяльність і створюють умови для синтезу продуктів та найкращого їх використання на процеси росту, розвитку та формування врожаю. Лише сукупність рослин, повноцінний їх ценоз, можуть максимально використовувати фактори зовнішньо­го середовища. Тому дуже важливо правильно сформува­ти структуру посіву з оптимальною щільністю, великими площами фотосинтезуючої поверхні, з достатнім вмістом хлорофілу в листках рослин [6,7 ].

Тепло. Озима пшениця належить до холодостійких культур. На­сіння її здатне проростати при температурі посівного шару ґрунту всього 1-2 °С, проте за такої температури сходи з'являються із за­пізненням і недружно. . Проростає насіння озимої пшениці при поглинанні 47 – 48% (до повітряно-сухої маси насіння) води. Мінімальною температурою для появи сходів насіння є 2 – 5ºС , оптимально – 20 – 25ºС. Найсприятливішим для сівби пшениці є календарний строк із середньодобовою температу­рою повітря 14 — 17 °С. Найбільш інтенсивно ґрунт поглинає воду, яка потрібна для набухання і проростання насіння, при прогріванні ґрунту до 12 - 20 °С. За такої температури і достатній вологості ґру­нту (близько 15 мм продуктивної вологи у посівному шарі) сходи з'являються вже на 6 - 8-й день. Більш висока температура (понад 25 °С) несприятлива для проростання, бо може стати причиною си­льного ураження сходів хворобами, особливо іржею, а при темпе­ратурі 40 °С, коли відносна вологість повітря сягає 30 % і нижче, насіння, яке проросло, гине через інтенсивне випаровування воло­ги, а те, яке набухло, втрачає схожість внаслідок дихання, витрат поживних речовин і ураження пліснявою.

Кущіння починається після утворення рослиною 3 – 4 листків, приблизно на 23 – 27 день після появи сходів. Дружне кущіння відбувається при температурі 10 – 15 ºС, достатньому забезпечення водою, поживними речовинами та достатній площі живлення. За сприятливих умов кожна рослина утворює до 5 – 10 пагонів. Максимальний урожай зерна забезпечує густота продуктивних пагонів 500 – 700 шт./м² [1].

Під час цвітіння відбувається запилення квіток. Найкраща температура повітря 25 – 27ºС і відносна вологість 25% і більше. Мінімальна температура для цвітіння вважається 6 – 7 ºС. Цвітіння пшениці триває протягом усієї доби, вдень – краще, вночі – гірше [2 - 6].

Протягом вегетації сприятливою середньою температурою є 16 – 20 ºС із зниженням у період кущіння до 10 – 12 ºС та підвищенням при трубкуванні до 20 – 22 ºС, цвітінні та наливанні зерна – до 25 – 30 ºС. Для розвитку сильної кореневої системи кращою температурою ґрунту є 10 – 20 ºС [3].

Високі температури і низька відносна вологість повітря знижують запліднення, погіршують умови наливу зерна. Цвітіння, запліднення і налив зерна нормально проходять при температурі 35 – 40ºС і відносній вологості повітря не нижче 40% [6].

Озима пшениця добре витримує високі температури влітку. Короткочасні суховії з підвищенням температури до 35 — 40 °С не за­вдають їй великої шкоди, особливо при достатній вологості ґрунту. Цим відзначаються переважно сорти південного походження, на­приклад, Одеська 51, Безоста 1 та ін. Протягом вегетації сприятли­вою середньою температурою є 16 — 20 °С із зниженням у період ку­щення до 10 - 12 °С та підвищенням при трубкуванні до 20 - 22 °С, цвітінні і наливанні зерна — до 25 — 30 °С. Для розвитку сильної кореневої системи кращою температурою ґрунту є від 10 до 20 °С.

Більшість сортів озимої пшениці, районова­них в Україні, відносно стійкі проти понижених температур в осін­ній, зимовий та ранньовесняний періоди. При доброму загартуванні восени вони витримують зниження температури на глибині вузла кущення до 15 - 18 °С морозу, а деякі з них (Миронівська 808) — навіть до мінус 19 — 20 °С. Найвищою холодостійкістю озима пшени­ця відзначається на початку зими, коли вузли кущіння містять ма­ксимум захисних речовин — цукрів. Навесні, внаслідок зимового виснаження, вона часто гине при морозах усього близько 10 °С. Осо­бливо знижується її холодостійкість при різких коливаннях темпе­ратури, коли вдень повітря прогрівається до 8-12 °С, а вночі, на­впаки, знижується до мінус 8-10 °С.

Високою морозо- і зимостійкістю відзначається пшениця, яка утворює восени 2 – 4 пагони і нагромаджує у вузлах кущіння до 33 – 35% цукру на суху речовину, що досягається при тривалості осінньої вегетації рослин 45 – 50 днів з сумою активних температур близько 520 – 670 ºС.

Волога. Озима пшениця потребує достатньої кількості вологи протягом усієї вегетації. Як правило, високий урожай її спостерігається при весняних запасах вологи в орному шарі ґрунту до 200мм, а на період колосіння – не менше 80 – 100мм при постійній вологості ґрунту 70 – 80% НВ. Вологість, більша за 80 % НВ, несприятлива для пшениці, бо погіршується газообмін кореневої системи через насичення повітря в ґрунті.

Транспіраційний коефіцієнт у пшениці становить 400 – 500, у сприятливі за вологою роки він знижується до 300, у посушливі – підвищується до 600 – 700.Особливо високим він буває у період схо­ди—початок кущіння (800 - 1000), найменшим — наприкінці ве­гетації (150 - 200). Більш економно витрачають вологу рослини, до­статньо забезпечені поживними речовинами.

Протягом вегетації пшениця поглинає вологу нерівномірно. Найбільше вона потрібна рослинам у період трубкування, особливо за 15 днів до виколошування  тривалістю близько 20 днів, коли рослина інтенсивно росте і в неї формуються колоски, квітки. Не­стача вологи в цей час зумовлює значне зниження врожаю внаслі­док меншої кількості зерен у колосі та меншої маси 1000 зерен.

В умовах Степу і південного Лісостепу велике значення має во­логість посівного шару на час сівби пшениці. Значні запаси її у ґру­нті необхідні з самого початку бубнявіння насіння, яке у м'якої пшениці відбувається при поглинанні 50-55 % води від сухої маси насіння, а в твердої — на 5-15 % більше. Тому дружні сходи з'являються лише при наявності в посівному шарі 10 — 15 мм про­дуктивної вологи, а процес кущіння — при вологості орного шару 0-20 см не менше 20 -ЗО мм. Оптимальними запасами продуктивної вологи в осінній період розвитку озимої пшениці є запаси 30 – 50 мм. При достатньому забезпеченні рос­лин водою вони нормально кущаться, формують добре розвинену вторинну кореневу систему, стають більш зимо- та морозостійкими. Про високу потребу озимої пшениці у волозі свідчать витрати нею води при формуванні врожаю, які становлять за вегетацію, залежно від зони вирощування, в середньому 2500 — 4000 м³/га. Тому нагро­мадження і збереження ґрунтової вологи для пшениці, особливо в Степу, є одним з важливих факторів її високій продуктивності [7].

Вимоги до ґрунтів  За даними А. І. Носатовського, коренева си­стема озимої пшениці на родючих ґрунтах здатна проникати на глибину до 2 м. Тому озимій пшениці найбільше відповідають ґрун­ти з глибоким гумусовим шаром та сприятливими фізичними влас­тивостями, достатніми запасами доступних для неї поживних речо­вин і вологи з нейтральною реакцією ґрунтового розчину (рН 6 - 7,5) [11].

Коренева система пшениці найкраще розвивається на пухких ґрунтах, об'ємна маса яких становить 1,1 — 1,25г/см³. При об'ємній масі 1,35 — 1,4 г/см³ ріст коріння пригнічується, а якщо вона пере­вищує 1,6 г/см³, корені не проникають у ґрунт або проникають лише по червоточинах та щілинах.

Надмірна пухкість ґрунту з об'ємною масою менше 1,1 г/см³ теж несприятлива для формування коріння, бо при наступному осіданні ґрунту можливе обривання коренів (що буває, наприклад, при запізнілій оранці). На таких ґрунтах багато втрачається води і верхній шар пересихає, що особливо небажано для посушливих районів. Встановлено, що серед озимих культур озима пшениця — одна з найбільш вибагливих до ґрунтових умов вирощування. Найвища урожайність її спостерігається при вирощуванні на чорноземних ґрунтах на півдні — також на каштанових і темно-каштанових Малопридатними (особливо для сортів твердої пшениці) є кислі підзо­листі та солонцюваті ґрунти, а також ґрунти, схильні до заболочу­вання, торфовища. Проте за відповідної технології і на таких ґрун­тах можна вирощувати до  40 ц/га і більше зерна пшениці. Коренева система пшениці характеризується невисокою здатністю до засвоєння, тому нормально розвивається при нейтральній реакції ґрунтового розчину в межах РН = 6,5 – 7,5 [6].

За виносом поживних речовин з ґрунту озима пшениця є азотофільною рослиною: 1 ц зерна виносить у середньому з ґрунту азоту 3,75, фосфору — 1,3, калію — 2,3 кг. На початку вегетації особливо цінними для пшениці є фосфорно-калійні добрива, які сприяють кращому розвитку її кореневої системи і нагромадженню в рослинах цукрів, підвищенню їх морозостійкості. Азотні добрива більш цінні для рослин навесні і влітку — для підсилення росту, формування зерна і збільшення в ньому вмісту білка.

Озима пшениця вибаглива до запасів поживних речовин у ґрунті та її водно-фізичних властивостей. Озимій пшениці найбільше відповідають ґрунти з глибоким гумусовим шаром, гарною структурою та глибоким заляганням ґрунтових вод. Критичний період в азотному живленні настає через два тижні після появи сходів і збігається з початком осіннього кущіння [2].

У степовій зоні України озима пшениця формує високі врожаї з високими хлібопекарськими якостями. При вирощуванні озимої пшениці необхідно, щоб протягом всього періоду вегетації рослини були в достатній кількості забезпечені всіма поживними речовинами, при оптимальному співвідношенні всіх елементів мінерального живлення.

Озима пшениця вибаглива до запасів поживних речовин у ґрунті та її водно-фізичних властивостей. Озимій пшениці найбільше відповідають ґрунти з глибоким гумусовим шаром, гарною структурою та глибоким заляганням ґрунтових  вод.

1.1.6 Харнактеристика сортів озимої пшениці

Ключові слова: озима пшениця, селекція, сорт, пластичність, урожайність, якість зерна, вимоги до умов середовища,  морозостійкість, посухостійкість, районування.

Анотація: узагальнена інформація про сорти озимої пшениці, районовані в Україні.

Сорт Коломак 3. Пшениця м'яка. Різновидність еритроснермум. Середньостиглий. Колос солом'яно-жовтий, призматичний, щільний. Зернівка червона, нзшввидовженз, борідка середня. Урожайність— 44,9—58 ц/га. Зимостійкість - 4,3—4,7 бала. Стійкість протії вилягання — 4,8 бала, обсипання — 4,8,посухи — 4,2 бала. Ураженвсть борошнистою росою — 10,6—20,5 %, бурою іржею — 15,1—21,8, фузаріозом— 5,0—8,6 %. Вміст білка — 11,5—13,9 %, клейковили — 24,1—29,2%. Маса 1000 зерен — 40,4—45,1 г.

Загальна хлібопекарська оцінка — 3,7—-4,5бала. Рекомендований для вирощування в Степу, Лісостепу і на Поліссі.

Альбатрос одеський. Пшениця м'яса. Різновидність єретроспермум. Рослини заввишки 75—108 см. Колос циліндричний, завдовжки 9— 11 см, середньощільний, вегетаційний період — 287—303 дні. Стійкість проти вилягання — 3—5 балів, зимостійкість 4—-5 балів. Придатний для вирощування за інтенсивною технологією. Борошномельні та хлібопекарські якості добрі Аміяні Вміст білка — 13,6—14,6 %, сирої клейковини — 28.4-29,3 %. Маса 1000 зерен — 33,7—44,7 г. Загальна хлібопекарська оцінка — 4—4,5 бала. Рекомендований для вирощування в Степу і Лісостепу.

Вимпел одеський. Пшениця м'яка. Різновидність лютес. Ранньостиглий. Кущ нагаврозлогий, стебло тонке, пусте, пружне. Колос циліндричний, білий, завдовжки 8—9 см, середньої щільності. Зернівка середньої крупності, червона, напіввиражена, боріздка ока. Морозостійкість середня — вище середньої. Урожайність — 56,6 на богарних і 69 ц/га на зрошуваних земдях. Маса 1000 зерен— 41,5—42,4 г. Рекомендований дня вирощування в Степу і Лісостепу

Тіра. Пшениця м'яка. Різновидність еритроспермум. Середньоранній. Колос coлом'яно-жовтий, призматичний, середньої щільності. Зернівка яйцеподібна, Маса1000зерен — 37,4—41 г. Уржайність — 46,4—54,9 ц/га. Вміст білка —11,7—14,3, клейковини — 25,0—29,1 %, хлібопекарська,оцінка — 3,6 -4,8 бала. Стійкість проти вилягання — 4,9 бала, ураженість борошнистою росою— 12,6—19,2 %. Рекомендований для вирощування в Степу, Лісостепу і на Поліссі.

Українка одеська. Пшениця м'яка. Різновидність еритроспермум. Середньоранній. Колос циліндричний або злегка веретеноподібний, білий, завдовжки 8—9см, більш щільний у верхній частині. Зернівка середньої величини, червона. Маса1000 зерен 40,3—44,6 г. Урожайність — 51,0—61,5 ц/га. Стійкість проти вилягання — 4,8 бала. Ураження борошнистою росою 1,4—5,6 %_г бурою іржею — 4,4—6,9, фузаріозом — 1-3,2 %. Рекомендований для вирощування в Степу, Лісостепу і Поліссі.

Одеська 161. Пшениця м'яка. Різновидність еритроспермумі Ранньостиглий. Форма куща напівстояча, стебла міцне, просте, середньої товщини. Листки світло-зелені, не опушені, колос циліндричний, до верху звужений. Зернівка середня за розміром, видовжено-овальна, червона,  морозостійкість вище середньої. Урожайність — 52,8—64,5 ц/п. Маса 1000 зерен — 41—44 г. Стійкість проти вилягання 4,3—4,8 бала. Ураженість борошнистою росою — 2,6—6,8 %. Рекомендований для вирощування в Степу, Лісостепу і на Поліссі.

Юна. Пшениця м'яка. Різновидність лютесценс. Висота рослин — 73 см. Стебло середньої товщини, міцне.Листки середні за довжиною, світло-зелені. Колос призматичний білий, завдовжки 9—11 см, .безостий. Зерно червоне, напівкругле, Маса 1000 зерен - 40 г. Урожайність — 57,5ц/га. Зимостійкість — 4 бали, стійкість проти вилягання —г 4 бали. Рекомендований для вирощування в Степу і Лісостепу.

Спартанка. Пшениця м'яка. Різновидність лютесценс. Сходи темно-зелені. Рослини заввишки 49—100 см. Стебло пусте з помірним восковим нальотом. Колос веретеноподібний, середньої довжини і щільності. Зерно овально-видовжене, крупне. Маса 1000 зерен— 35,1-^-45,4 ґ. Середньоранній. Вегетаційний період — 242—296 днів. Стійкість проти обсипання зерна — 4,5—5 балів. Вміст білка — 13,8—15,3, сирої клейковини - 28,4—32,2 %. Загальна хлібопекарська оцінка — 3,5—3,9 бала. Урожайність зерна — 45,1—61,5 ц/га. Рекомендований для вирощування в Степу і Лісостепу. 

Донецька 46. Пшениця м'яка. Різновидність лютесценс. Сходи світло-зелені. Соломина пустотіла з помірним воско­вим нальотом. Листки світло-зелені, вузькі, короткі з слаб­ким восковим нальотом. Колос короткий, середньощільний. Зерно овальної форми, середнє за величиною. Маса 1000 зе­рен — 38,2—44,1 г. Середньоранній. Зимостійкість середня.
Стійкість проти посухи та обсипання така сама, як у стан­дартного сорту. Борошномельні та хлібопекарські якості добрі. Вміст білка — 14,4, сирої клейковини — 30,2 %. Загальна хлібопекарська оцінка — 4,1 бала. Урожайність — 52,4— 63 ц/га. Рекомендований для , вирощування в Степу і Лісостепу.

Білоцерківська 198. Виведений на Білоцерківській дослідно-селекційній станції. Сорт середньо стійкий до обсипання і вилягання. Сорт середньостиглий, дозріває за 280-305 днів. Зимостійкість середня і вище середньою. Посухостійкість хороша. Ураженість жовтою і стебловою іржею нижче середньою, бурою іржею - середня і вище середньою, запорошеною головнею - слабка. Гессенською мухою ушкоджується слабо, пильщиком середньо і вище середнього. Хлібопекарські якості хороші. Врожайність висока.

Миронівська 264. Сорт отриманий на Миронівській селекційно-дослідній станції. Сорт стійкий до обсипання. Сорт середньостиглий, дозріває одночасно з Білоцерківською 198. Зимостійкість середня і вище середньою. Посухостійкість хороша. Ураженість хворобами: бурою іржею, запорошеною головнею - слабка, жовтою іржею - слабка і середня. До пошкоджень гессенською мухою стійкий. Хлібопекарські якості хороші. Врожайність висока.

Одеська 51. Сорт середньостиглий, серендньорослий, висота рослин становить  110 – 120 см. Колос веретеноподібний, довжина його 9 – 10 см, дуже щільний. Зерно червоне , крупне, яйцеподібне. Сорт морозостійкий, жаростійкий та посухостійкий.  Стійкий до пригнічення барянами, має високу кущистість. Вміст клейковини становить 28-30 %,  білку 14, - 14,5. Високоврожайний, середня врожайність 57,6 ц/га.

Миронівська 808. Колос білий, неопушений, безостий (у верхній частині колосся спостерігають­ся остевидні утворення до 2—3 см довжиною); зерно червоне. Сорт середньостиглий; вегетаційний період (від сівби до вос­кової стиглості) становить 308—312 днів , крупнозерний сорт, вага 1000 зерен у середньому становить 38—48 г За стійкістю проти осипання переважає Білоцерківську 198 і Миронівську 264, але поступається Безостій 1.

В несприятливих умовах перезимівлі сорт по­казав високу зимостійкість — процент рослин, що збереглися після перезимівлі, становив 69,3%, або на 13,5% більше Біло­церківської 198 і на 26,6% більше сорту  Миронівська 264. Недоліком сорту Миронівська 808 є недостатня посухостій­кість і схильність до запалу зерна  в посушливих умовах.

При штучному зараженні сорт сприйнят­ливий до твердої сажки. Шведською мухою в більшості випадків і пошкоджується в роки її великого поширення.

Селянка. Сорт відноситься до сильних пшениць. Рослини  низькорослі, висота  71 – 90 см. Середньорання. Зимостійкість, посухостійкість та жаростійкість стандартні. Добре переносить весняні заморозки. Має високу кущистість. Сорт універсальний, стійкий до умов навколишнього середовища.

Зерно високої якості: вміст білку  14,1 %, клейковини – 28,6 %. Середній врожай   70,1 ц/га.

В Україні рекомендовані для виро­щування також сорти м'якої озимої пшениці: Порада, Харківська 90, Горбі, Донська напівкарликова, Збруч, Находка, Обрій, Одеська напівкарликова, Ольвій, Фантазія одеська, Херсон­ська остиста, Ювілейна 75; твердої озимої пшениці: Парус, Айсберг одеський, Корал одеський, Алий парус.