4.1.1 Вплив агрометеорологічних умов на ріст та розвиток  соняшника

Збільшення виробництва всіх видів сільськогосподарської продукції є головним завданням агропромислового комплексу України. Вирішення цього завдання можливе лише на базі інтенсивних технологій, підвищення врожайності в землеробстві та продуктивності у тваринництві при використанні нових методів управління та господарювання. Для застосування обґрунтованих господарських рішень необхідне забезпечення фахівців агропромислового комплексу, плануючих організацій інформацією про вплив кліматичних і погодних умов [1,6,9].

Оцінка ефективності вирощування сільськогосподарських культур з врахуванням агрокліматичних та агрометеорологічних умов на території України є одним з найважливіших завдань спеціалістів, що працюють як в галузі сільського господарства, так і в галузі природничих наук.

Для вивчення впливу факторів зовнішнього середовища на продуктивність сільськогосподарських культур, застосовуються різні методи.

Комплексне вивчення закономірностей формування врожаю культурних рослин в системі ґрунт-рослина-атмосфера, його прогнозування та програмування можливі лише на основі кількісної оцінки кліматичних факторів, головними з яких є світло, тепло та волога [2,9].

4.1.1.1 Показники настання фаз розвитку соняшнику

Швидкість розвитку рослин і, відповідно, строки настання фаз залежать переважно від температури довкілля.

Крім температури, деякий вплив на темпи розвитку рослин здійснюють і умови зволоження. Однак суттєвий вплив зволоження позначається лише в окремі міжфазні періоди, тому в основу складання прогнозів термінів настання фаз розвитку покладені кількісні показники, що пов'язують тривалість окремих міжфазних періодів з факторами тепла.

Для розрахунку термінів настання окремих фаз розвитку соняшнику використовується метод сум ефективних температур, що дозволяє описати зв'язок розвитку рослин з температурою навколишнього середовища (дивись № 1, стор. 29-31). .

Показники швидкості розвитку соняшнику розраховуються для періодів сівба-сходи, сходи-утворення суцвіть, утворення суцвіть-цвітіння і цвітіння-дозрівання.

Враховується, що в період проростання насіння великий вплив на швидкість появи сходів, крім температури, мають запаси вологи в орному шарі ґрунту. Оптимальними є умови, при яких запаси продуктивної вологи (мм) в орному 0-20-сантиметровому шарі ґрунту в період сівби не опускаються нижче 70% найменшої польової вологоємності.

На рис. 4.1 представлена закономірність зв'язку тривалості періоду від середньої температури повітря при оптимальному зволоженні. Встановлено, що оптимальні умови для появи сходів соняшнику створюються при середній температурі повітря за період сівба-сходи, близькою до 15 °C. У цьому випадку тривалість періоду від посіву до сходів мінімальна і не перевищує 10-12 днів. При температурі вище 15 °C і оптимальних умовах зволоження тривалість періоду може коливатися від 8 до 6 днів, а при значеннях температури нижче 15 °C навпаки збільшується до 20-28 днів.

Для розрахунку строків настання фази застосовують метод сум ефективних температур, який заснований на припущенні про фізіологічну рівноцінність кожного градуса в межах деяких температурних меж і, отже, існування прямолінійного зв'язку між сумами температур і тривалістю міжфазних періодів. Встановлено, що цей зв'язок має досить добре виражений прямолінійний характер і представлений рівнянням  регресії

                                    ∑t =А + Вп,                            (4.1)

де Σt - сума середньодобових температур повітря, n - тривалість періоду в днях, В - нижня межа ефективної температури і A - сума ефективних температур.

Кількісний вираз цього рівняння регресії для періоду посів-сходи соняшнику описується рівнянням

                                  ∑t  = 110 + 4,6 п, r = 0,91,                           (4.2)

де сума ефективних температур дорівнює 110°, а нижня межа ефективної температури становить 5°.

Оцінка впливу умов зволоження на тривалість періоду сівба-сходи показала, що при запасах продуктивної вологи в орному шарі ґрунту 30 мм і більше тривалість періоду залишається майже незмінною, якщо середня температуру повітря не опускається нижче 15°. При запасах продуктивної вологи менше 20 мм навіть в умовах оптимального термічного режиму поява сходів затримується на 18-20 днів після посіву.

Встановлено (Мельник Ю.С., 1972), що сортові особливості соняшнику в період сівба-сходи на швидкість появи сходів істотного впливу не здійснюють. Наведені вище показники використовуються в практиці оперативного агрометеорологічного обслуговування для прогнозу швидкості появи сходів, оцінки агрометеорологічних умов в період сівби соняшнику, а також при обґрунтуванні строків посіву. При цьому мається на увазі, що за достатнього зволоження верхнього 0-20-сантиметрового шару ґрунту (запаси продуктивної вологи рівні 30 мм і більше) швидкість проростання насіння залежить в основному від температури. Сходи соняшнику з'являються при накопиченні суми ефективних (вище 5°) температур 110°, якщо підрахунок їх вести з наступного дня після посіву. Максимальна швидкість появи сходів, що спостерігається в польових умовах, дорівнює 6 дням. При середньодобовій температурі повітря 5-6° тривалість періоду від посіву до сходів становить 28-30 днів. Верхньою межею температури, після якого при подальшому її підвищенні швидкість появи сходів не збільшується, є температура 20-22°. Все це необхідно враховувати при розрахунках очікуваних термінів появи сходів.

Якщо сортові особливості соняшнику не впливають на тривалість періоду посів-сходи, то в наступні періоди вони позначаються досить суттєво (табл. 4.1).

Таблиця 4.1 – Вплив сортових особливостей соняшнику на швидкість проходження міжфазних періодів

У таблиці 4.2 представлені кількісні термічні показники швидкості розвитку в окремі міжфазні періоди для середньпізньостиглої, середньостиглої та середньоскоростиглої групи сортів для територій України, Північного Кавказу і ЄТС Росії.

Таблиця 4.2 – Суми ефективних температур ∑t _эф і нижні границі ефективної температури В для окремих міжфазних періодів розвитку соняшнику

Розрахунки строків настання фаз розвитку складаються на основі врахування температури повітря або шляхом послідовного накопичення відповідної суми ефективних температур. Підрахунок ефективної температури проводиться починаючи з наступного дня після настання попередньої фази.

4.1.1.2 Оцінка лінійного приросту рослин в залежності від агрометеорологічних умов

З часу постановки на мережі метеорологічних станцій пов’язаних агрометеорологічних спостережень в їх програму включені систематичні вимірювання висоти рослин. Висота рослин є важливою ознакою оцінки стану посівів. Так, наприклад, в фазу утворення суцвіть кращі сорти соняшнику в зволожених районах досягають 60 см і більше, а в посушливих і недостатньо зволожених - 50 см. Наведені градації висоти рослин "за інших сприятливих умов вказують на відмінний стан
посівів [1].

Маючи дані про висоту рослин, можна опосередковано судити про величину приросту рослинної маси, що особливо важливо при агрометеорологічної характеристиці окремих періодів вегетації. Крім того, наявність певного зв'язку між висотою рослин і врожаєм дозволяє використовувати першу в ролі агрометеорологічного показника в різних схемах оцінки і прогнозу умов зростання і формування врожаю. Однак в ряді випадків, особливо при прогнозі умов росту рослин, необхідно мати не стільки дані про фактичну висоту, скільки кількісні зв'язки, що дозволяють попередньо розраховувати лінійний приріст рослин в залежності від агрометеорологічних умов.

Соняшник, як і інші однорічні культури, має обмежене зростання, тобто при будь-якому поєднанні метеорологічних умов рослини до часу дозрівання досягають деякої кінцевої висоти, після чого їх ріст припиняється. Хоча кінцева висота рослин соняшнику в залежності від зовнішніх умов і сортових особливостей коливається в широких межах, сам факт припинення лінійного росту до часу дозрівання каже про наявність вікових закономір-ностей, властивих даному типу рослин і виявляються в їх онтогенезі.

На основі вікових особливостей в динаміці лінійного росту фізіологом Саксом було сформульовано положення, що отримало назву закону великого періоду зростання. Згідно з цим законом, зростання рослин характеризується наступними віковими змінами: в перший період розвитку швидкість росту незначна, потім вона постійно зростає, в певний момент досягає свого максимуму, після чого починає зменшуватися, наближаючись до нуля. Отже, крива зростання, згідно з цим законом, має вигляд дуги з кінцями, зверненими в бік осі абсцис.

Таким чином, при розробці кількісних залежностей лінійного приросту рослин від метеорологічних факторів необхідно брати до уваги наведені вище вікові закономірності в динаміці зростання.

Кількісний зв'язок лінійного приросту соняшнику з опадами, температурою повітря і початковою висотою рослин для умов Степової зони щодо середньопізньостиглих сортів соняшнику описується рівнянням

                                h = c+a_oh_o+a₁x+a₂t,                                      (4.3)

де h - висота рослин на кінець декади, h_о- висота рослин на початку декади, х - сума опадів за декаду, t - середня за декаду температура повітря, с - вільний член рівняння, а₀, а₁ і a₂ - коефіцієнти регресії.

Включення в рівняння даних про висоту рослин на початок розрахункового періоду обумовлено тим, що вона є інтегральним показником, що характеризує вплив на ріст рослин гідрометеорологічних і ґрунтових умов за минулий період. Таким чином є можливим досить об'єктивно врахувати вплив на ріст рослин такого важливого чинника, як вологість ґрунту. Безпосереднє використання в розрахунковій схемі даних про вологість ґрунту важко, оскільки на посівах соняшнику ці спостереження ведуться обмеженим числом станцій.

Інтенсивність лінійного приросту соняшнику різна в окремі міжфазні періоди, тому весь вегетаційний період був розбитий на два підперіоди:
 1) від сходів до утворення суцвіть і 2) від утворення суцвіть до цвітіння. Перший підперіод, як відомо, характеризується незначним приростом рослин у висоту, а другий - посиленим ростом стебла. Після цвітіння інтенсивність лінійного приросту мала, а через 10-15 днів зростання рослин повністю припиняється.

У зв'язку з тим, що активне зростання соняшнику йде до фази цвітіння, були отримані рівняння тільки для міжфазних періодів сходи - утворення суцвіть і утворення суцвіть - цвітіння, тобто для періодів, коли мають місце найбільші зміни висоти рослин.

Статистичні характеристики отриманих рівнянь регресії наведені в табл. 4.3. Результати свідчать про наявність досить тісної залежності між висотою соняшнику на кінець декади і величинами h_о, х, t.

У період після цвітіння і до дозрівання при оцінці стану соняшнику використовують також дані про приріст кошиків і їх середнього діаметру. Оптимальний приріст діаметра кошиків соняшнику за період трьох декад після початку цвітіння в районах достатнього зволоження знаходиться в межах 12-15 см, а в районах недостатнього зволоження-10-13 см. Нормально розвиненими у середньокороткостиглих сортів вважаються кошики, діаметр яких до дозрівання досягає в середньому 15-20 см.

Таблиця  4.3 – Параметри рівняння (4.3) для розрахунку висоти рослин

                  соняшнику  для Степової  зони

Для оцінки очікуваних агрометеорологічних умов зростання в період від цвітіння до дозрівання даних про фактичний діаметр кошику недостатньо. В цьому випадку необхідно також мати у своєму розпорядженні показники, що дозволяють розраховувати приріст діаметра кошика за декаду в залежності від очікуваних агрометеорологічних умов. Для степової зони рівняння, що пов’язує діаметр кошика на кінець декади D_К з діаметром кошика на початку декади D₀, сумою опадів за декаду х і середньою декадною температурою повітря t має вигляд

         D_К  = 6,93 + 0,62 D₀ + 0,01х+ 0,07 t ,                        (4.4)