1. Потенціал сорту як основа врожайності пшениці За останні 10 років в світі вироблено продовольства...
2. Рекорди злакових в Україні та світі
3. коментар практика
4. Потенціал сорту як основа врожайності пшениці
5. Загальні тенденції у виробництві зерна злаків
6. Рекорди злакових в Україні та світі
7. коментар практика
8. Потенціал сорту як основа врожайності пшениці
9. Загальні тенденції у виробництві зерна злаків
10. Рекорди злакових в Україні та світі
11. коментар практика

Потенціал сорту як основа врожайності пшениці

За останні 10 років в світі вироблено продовольства більше, ніж будь-коли, проте продовольчої забезпеченості не спостерігається. Оскільки хлібні злаки займають центральне місце в раціоні людини, саме вони привертають дедалі більшу увагу вчених, економістів і державних діячів у всьому світі.

Загальні тенденції у виробництві зерна злаків

До економічних чинників, негативно відбивається на виробництві продуктів харчування, крім високих цін на добрива і транспортні витрати, обмеженості земельних і водних ресурсів, сьогодні можна віднести швидко зростаючий попит на біопаливо. За даними Міжнародного енергетичного агентства, в наступні 20 років частка світових оброблюваних земель для вирощування біомаси з метою отримання біопалива може зрости втричі. Зокрема, попит на зернова сировина для біопалива стимулював різке збільшення світового виробництва кукурудзи (див. Рис. 1, складений нами за даними офіційного сайту статистики ФАО). Якщо в 1990-і роки валове виробництво головних зернових культур - пшениці, рису і кукурудзи - було приблизно однаковим, то з 2002 року, коли в розвинених країнах активно почали розвиватися державні програми отримання біопалива, стимульовані стрімким зростанням цін на нафту, виробництво кукурудзи істотно випереджає виробництво пшениці і рису. Така тенденція викликає занепокоєння, оскільки площа орних земель практично досягла межі екологічної безпеки, і виробництво зерна на біопаливо неминуче відіб'ється на його скороченні для харчових потреб.

Найбільші виробники зерна хлібних злаків - США, Китай і Індія. Разом ці три держави виробляють близько половини всього зерна в світі. За 2,3-3,4% світового валового збору виробляють Франція, Німеччина, Росія, Канада, Бразилія. Україна за цим показником знаходиться на рівні таких країн, як Австралія, Аргентина, Великобританія.

Серед хлібних злаків за своєю значимістю пшениця займає перше місце, оскільки її харчова цінність і висока екологічна пластичність (що робить культуру придатною для вирощування в самих різних кліматичних умовах) є неперевершеними. Пшениця, яка складає основу харчового раціону більшої частини людства, вирощується практично у всіх країнах, які мають досить розвинене сільськогосподарське виробництво. Найбільше пшениці в розрахунку на душу населення на початку 1990-х років виробляла Канада, вона ж була і найбільшим експортером зерна за цим показником. Однак останнім часом її випередила Австралія. Багато зерна щодо чисельності населення виробляють і експортують Франція і Аргентина. Україна з виробництва та експорту зерна пшениці на душу населення знаходиться поруч з такими державами як Німеччина, Великобританія, Росія і навіть США. Хоча, якщо в Україні і Аргентині посівні площі під пшеницею приблизно однакові, в Великобританії вони майже втричі менше, а в Австралії - вдвічі більше. Відповідно і середня врожайність пшениці в останні роки в Великобританії складає 77,8 ц / га, тоді як в Австралії тільки 13, а в Україні і Аргентині - близько 25 ц / га. Найбільші посівні площі пшениці мають Китай, Індія, Росія і США (20-25 млн га), вдвічі менше Австралія (близько 12 млн га), ще менше Канада (з тенденцією до скорочення), далі йдуть Україна, Аргентина і Франція (5 , 3-6 млн га), потім Німеччина і Великобританія. Разом з тим останні три країни значно випереджають інші по середній врожайності (близько 70 ц / га), тоді як в Австралії цей показник в останні роки низький (очевидно, внаслідок несприятливих погодних умов, в першу чергу - посухи). Досить висока врожайність пшениці досягнута в Китаї. Україна за цим показником знаходиться на рівні США, Аргентини, Канади, Індії, випереджаючи Бразилію і Росію.

Якщо виходити з даних ФАО по окремим країнам за останні 15 років, можна відзначити різноспрямованість динаміки середньої врожайності. Так, в Китаї вона істотно зросла, така ж тенденція до збільшення (хоча і на іншому середньому тлі) спостерігається в Росії, Аргентині, Бразилії, Канаді.

В Австралії, навпаки, в останні 10 років відбулося зменшення цього показника. В Україні середня врожайність, після зниження в порівнянні з початком 1990-х років, стабілізувалася на рівні 25 ц / га. Але немає ніяких сумнівів, що за своїм потенціалом Україна може отримувати набагато вищі врожаї, не гірше, ніж у Франції чи Німеччині. Певну надію на це дає той факт, що, за даними Держкомстату України, середня врожайність пшениці в 2008 р становила 36,7 ц / га. Разом з деяким розширенням посівних площ це дозволило отримати валовий збір 25,9 млн т зерна, що на 86% більше, ніж у 2007 році, і вивести нашу країну за цим показником на один рівень з Канадою та Німеччиною (по крайней мере, по даними по цих країнах на 2007 р) і випередити Австралію і Великобританію. Звичайно, істотну роль при цьому зіграли сприятливі погодні умови, але такий успіх був би неможливий без зусиль наших селекціонерів і хліборобів.

Мал. 1. Динаміка валових зборів головних зернових культур в світі (за даними ФАО)

Рекорди злакових в Україні та світі

В останнє десятиліття селекціонерами Інституту фізіології рослин і генетики НАН України та Миронівського інституту пшениці ім. В.Н. Ремесло під керівництвом академіка НАН України В.В. Моргуна створено 30 сортів озимої пшениці, які занесені до Державного реєстру сортів України і рекомендовані для вирощування в усіх зонах країни. Серед них високоінтенсивні сорти Смуглянка, Колумбія, Золотоколоса, Володарка, Фаворитка; сорту з високою якістю зерна Ятрань 60, Київська 8, Переяславка, Ласуня, Зимоярка, Трипільська, Сонечко, Наташа, Почаівка; сорту універсального використання Подолянка, Богдана, Снігуронька, Добірна, Вінничанка, Трипільська; сорту спеціального використання Пивна, Зимоярка і Хуторянка. Генетичний потенціал цих сортів сягає понад 100-124 ц / га. У 2009 році сорт озимої пшениці Фаворитка на Черкащині з площі 136 га забезпечив отримання рекордного за всю багатовікову історію України урожаю зерна в 131,8 ц / га. В Інституті видано і забезпечується дія 1860 ліцензійних договорів на використання сортів у виробництві, що є істотним внеском у зміцнення продовольчої безпеки України. З метою збільшення виробничої бази спільним наказом Міністерства аграрної політики та НАН України з Інститутом закріплено 178 базових господарств. Слід зазначити принципово нові Озимо-ярові сорти Зимоярка і Хуторянка - дворучки, які відрізняються винятковою пластичністю і можуть висівати восени або навесні. Важливою рисою високопродуктивних сортів є раннеспелость. До групи ранньостиглих сортів відносяться Веснянка, Почаівка, Солоха, Колумбія.

Створені сорти вперше за всю історію України сформували рекордні стабільні врожаї зерна в 115,2-124,1 ц / га: Смуглянка - 115,2, Золотоколоса - 117,3, Фаворитка - 124,1 ц / га.

Саме такі сорти потрібні Україні, щоб вивести її на гідне місце серед провідних держав - експортерів пшениці.

Світові експериментальні дані свідчать, що потенціал продуктивності озимої пшениці ще не вичерпаний. Навіть в країнах з найвищою середньою врожайністю (Великобританія, Німеччина і Франція) вона становить лише половину офіційно зареєстрованих світових рекордів. Так, ще в 1981 р в Великобританії в польових умовах було отримано урожай 139,9 ц / га в змішаному посіві різних сортів. Пізніше в Новій Зеландії в Книгу рекордів Гіннеса були занесені врожаї двох англійських фуражних сортів в 143 і 162 ц / га при вологості зерна 14%, отримані на двох полях.

У сезоні 2002/2003 група дослідників з Нової Зеландії в польових дослідах продемонструвала приклад отримання врожаю понад 150 ц / га. Досліди проводили з озимою фуражної пшеницею сорту Саванна в умовах штучного зрошення і двох доз (N207 і N230) азотного харчування, які вносили в три прийоми. Фонове зміст мінерального азоту в верхньому шарі ґрунту (25 см) склало 50 кг / га. З огляду на високу рухливість цього елемента, можна припустити, що в метровому шарі грунту, де розміщується основна маса коріння пшениці, його запаси були в 2-3 рази більше. Результати цих дослідів наведені в табл. 2, з якої видно, що надбавка врожайності при внесенні високих доз азотних добрив була обумовлена ​​збільшенням як кількості класів на 1 м2, так і кількості зерен в колосі. В результаті кількість зерен на 1 м2 посіву збільшилася майже на 50%, що призвело до відповідного підвищення врожайності. Маса однієї зернівки практично не змінилася, що свідчить про високу атрагующей здатності зернівок цього сорту.

Окремої уваги потребує той факт, що в контрольному варіанті без внесення азоту був отриманий дуже хороший (за оцінкою самих авторів) урожай в 111 ц / га. Це можна пояснити декількома факторами.

По-перше, досліджуваний сорт був фуражним, отже, винос азоту у нього менше в порівнянні з сильними або цінними сортами.

По-друге, фонове вміст азоту в грунті було достатньо високим, а його доступність забезпечувалася штучним зрошенням.

По-третє, погодні умови були дуже сприятливі і об'єднували помірну середньодобову температуру протягом наливу зерна (16,5 ° С) з високою інсоляцією, яка була більше середньорічної.

Однією зі складових високого потенціалу продуктивності, як відомо, є тривалий термін наливу зерна, який в аналізованої роботі склав 40 діб.

Виходячи з цих даних, можна зробити висновок, що в формування рекордного врожаю пшениці за сприятливих погодних умов (вологозабезпеченість, температура, інсоляція) і оптимальній густоті посіву внесок сорту склав 60-70%, а посилення мінерального живлення (в першу чергу, азотного) - 30-40%. Несприятливі погодні умови можуть суттєво знизити врожайність, величина якої залежить від генотипической стійкості.

Подібні рекордні врожаї досить рідкісне явище і, як правило, досягаються при сприятливому збігу обставин. До того ж, вони вимагають внесення надзвичайно високих доз азотних добрив, що веде до зниження коефіцієнтів засвоєння азоту. Так, з табл. 2 видно, що підвищення забезпеченості азотом в кілька разів вище фонової призвело до збільшення врожайності менш ніж на 30%.

Високі врожаї зафіксовані і в Китаї. Так, на невеликих ділянках в Тибеті врожаї ярої та озимої пшениці становили 14,8 і 13,0 т / га відповідно. Найвищий урожай на малих ділянках був отриманий в Qinghai - 15,3 т / га.

Результати по досягненню рекордних врожаїв демонструють потенційні можливості пшениці і серед іншого дають підставу для висновку про необхідність підвищення ефективності використання азоту новими високопродуктивними сортами. Тобто отримання високих врожаїв при менших його доз, особливо, в зв'язку зі стрімким зростанням світових цін на добрива в останні роки.

Статистика ФАО свідчить, що в США середня врожайність пшениці зросла з 11 ц / га в кінці 1940-х років до 26 ц / га в кінці 1990-х, тоді як використання мінеральних добрив збільшилася з 20 до 120 кг / га. У Франції за той же період врожайність пшениці зросла з 18 до 70 ц / га при застосуванні мінеральних добрив 45 і 250 кг / га відповідно. Це свідчить, що підвищення врожайності відбувалося меншими темпами, ніж підвищення мінерального живлення, а, отже, ефективність використання останнього рослинами зменшилася.

У той же час економічний аналіз свідчить про можливість отримання високих врожаїв навіть при зниженні коефіцієнтів засвоєння елементів живлення (табл. 2).

Повертаючись до аналізу глобальних тенденцій, відзначимо, що валовий збір зерна пшениці в світі поступово зростає (див. Рис. 1), хоча цей процес піддається певним коливанням як внаслідок впливу погодних умов, так і аграрної політики окремих держав. Можна стверджувати, що цей приріст забезпечується саме підвищенням середньої врожайності. Це добре видно на рис. 4, з якого випливає, що в глобальному масштабі за останні 15 років врожайність пшениці зросла з 25 до 28,5 ц / га. На думку багатьох дослідників, саме збільшення врожайності залишилося єдиним двигуном нарощування виробництва зерна. Це підтверджується і даними рис. 1 і 4: спостерігається тенденція до зниження посівних площ пшениці в світі, що зумовлено відводом частини земель під вирощування культур для отримання біопалива, для екологічних програм, розвитку промисловості і т.д. При цьому валові збори зерна в світі все ж ростуть, що відповідає підвищенню середньосвітового рівня врожайності цієї культури. Вирішальну роль у підвищенні врожайності відіграє створення нових сортів з високим генетичним потенціалом продуктивності та екологічної пластичності, а також вдосконалення технологій вирощування, таких як методи обробки грунту, управління живленням, контроль бур'янів, шкідників, хвороб.

Мал. 4. Динаміка середньої врожайності пшениці в світі

Малюнок 5. Динаміка валового збору пшениці в світі

Фізіологічні механізми продуктивного процесу рослин, поліпшення його показників селекційно-генетичним шляхом, як і рішення задачі підвищення потенціалу продуктивності зернових, пшениці зокрема, ми розглянемо в подальших публікаціях.

коментар практика

Людмила Василенко, генеральний директор ТОВ «Агробонус»

Завдяки успіхам селекціонерів, на великих площах вже можна отримувати врожайність 5-7 т / га, а на окремих ділянках навіть подолати рубіж 10 т / га. На жаль, це поки далеко не масове явище. На нашу думку, головний стримуючий фактор росту врожайності - це погодні умови, які негативно впливають на перезимівлю. Тому в страховому фонді важливо мати насіння сортів-дворучок, якими в разі потреби можна «підремонтувати» пошкоджені посіви навесні. У зв'язку з частими засухами в весняно-літній період при підборі сорти в зонах Степу, лівобережної та центрального Лісостепу перевагу краще надавати посухостійким сортам. Навіть найпродуктивніший сорт не здатний розкрити свій потенціал без дотримання технології вирощування. Практика довела, що нестача одних елементів технології не можна відшкодувати надлишком інших елементів. Найперспективніший напрямок для контрольованого підвищення врожайності - це повсюдне застосування лабораторного і польового аналізу умов мінерального живлення рослин, появи і розвитку шкідливих об'єктів, що дозволяє оперативно реагувати на потреби рослин і приймати ефективні рішення.

Володимир Моргун, директор, доктор біологічних наук, професор, академік НАН України

Віктор Швартау, заступник директора з наукової роботи, доктор біологічних наук, член-кореспондент НАН України, Дмитро Кірізій, доктор біологічних наук, старший науковий співробітник, Інститут фізіології рослин і генетики НАНУ

Потенціал сорту як основа врожайності пшениці

За останні 10 років в світі вироблено продовольства більше, ніж будь-коли, проте продовольчої забезпеченості не спостерігається. Оскільки хлібні злаки займають центральне місце в раціоні людини, саме вони привертають дедалі більшу увагу вчених, економістів і державних діячів у всьому світі.

Загальні тенденції у виробництві зерна злаків

До економічних чинників, негативно відбивається на виробництві продуктів харчування, крім високих цін на добрива і транспортні витрати, обмеженості земельних і водних ресурсів, сьогодні можна віднести швидко зростаючий попит на біопаливо. За даними Міжнародного енергетичного агентства, в наступні 20 років частка світових оброблюваних земель для вирощування біомаси з метою отримання біопалива може зрости втричі. Зокрема, попит на зернова сировина для біопалива стимулював різке збільшення світового виробництва кукурудзи (див. Рис. 1, складений нами за даними офіційного сайту статистики ФАО). Якщо в 1990-і роки валове виробництво головних зернових культур - пшениці, рису і кукурудзи - було приблизно однаковим, то з 2002 року, коли в розвинених країнах активно почали розвиватися державні програми отримання біопалива, стимульовані стрімким зростанням цін на нафту, виробництво кукурудзи істотно випереджає виробництво пшениці і рису. Така тенденція викликає занепокоєння, оскільки площа орних земель практично досягла межі екологічної безпеки, і виробництво зерна на біопаливо неминуче відіб'ється на його скороченні для харчових потреб.

Найбільші виробники зерна хлібних злаків - США, Китай і Індія. Разом ці три держави виробляють близько половини всього зерна в світі. За 2,3-3,4% світового валового збору виробляють Франція, Німеччина, Росія, Канада, Бразилія. Україна за цим показником знаходиться на рівні таких країн, як Австралія, Аргентина, Великобританія.

Серед хлібних злаків за своєю значимістю пшениця займає перше місце, оскільки її харчова цінність і висока екологічна пластичність (що робить культуру придатною для вирощування в самих різних кліматичних умовах) є неперевершеними. Пшениця, яка складає основу харчового раціону більшої частини людства, вирощується практично у всіх країнах, які мають досить розвинене сільськогосподарське виробництво. Найбільше пшениці в розрахунку на душу населення на початку 1990-х років виробляла Канада, вона ж була і найбільшим експортером зерна за цим показником. Однак останнім часом її випередила Австралія. Багато зерна щодо чисельності населення виробляють і експортують Франція і Аргентина. Україна з виробництва та експорту зерна пшениці на душу населення знаходиться поруч з такими державами як Німеччина, Великобританія, Росія і навіть США. Хоча, якщо в Україні і Аргентині посівні площі під пшеницею приблизно однакові, в Великобританії вони майже втричі менше, а в Австралії - вдвічі більше. Відповідно і середня врожайність пшениці в останні роки в Великобританії складає 77,8 ц / га, тоді як в Австралії тільки 13, а в Україні і Аргентині - близько 25 ц / га. Найбільші посівні площі пшениці мають Китай, Індія, Росія і США (20-25 млн га), вдвічі менше Австралія (близько 12 млн га), ще менше Канада (з тенденцією до скорочення), далі йдуть Україна, Аргентина і Франція (5 , 3-6 млн га), потім Німеччина і Великобританія. Разом з тим останні три країни значно випереджають інші по середній врожайності (близько 70 ц / га), тоді як в Австралії цей показник в останні роки низький (очевидно, внаслідок несприятливих погодних умов, в першу чергу - посухи). Досить висока врожайність пшениці досягнута в Китаї. Україна за цим показником знаходиться на рівні США, Аргентини, Канади, Індії, випереджаючи Бразилію і Росію.

Якщо виходити з даних ФАО по окремим країнам за останні 15 років, можна відзначити різноспрямованість динаміки середньої врожайності. Так, в Китаї вона істотно зросла, така ж тенденція до збільшення (хоча і на іншому середньому тлі) спостерігається в Росії, Аргентині, Бразилії, Канаді.

В Австралії, навпаки, в останні 10 років відбулося зменшення цього показника. В Україні середня врожайність, після зниження в порівнянні з початком 1990-х років, стабілізувалася на рівні 25 ц / га. Але немає ніяких сумнівів, що за своїм потенціалом Україна може отримувати набагато вищі врожаї, не гірше, ніж у Франції чи Німеччині. Певну надію на це дає той факт, що, за даними Держкомстату України, середня врожайність пшениці в 2008 р становила 36,7 ц / га. Разом з деяким розширенням посівних площ це дозволило отримати валовий збір 25,9 млн т зерна, що на 86% більше, ніж у 2007 році, і вивести нашу країну за цим показником на один рівень з Канадою та Німеччиною (по крайней мере, по даними по цих країнах на 2007 р) і випередити Австралію і Великобританію. Звичайно, істотну роль при цьому зіграли сприятливі погодні умови, але такий успіх був би неможливий без зусиль наших селекціонерів і хліборобів.

Рис. 1. Динаміка валових зборів головних зернових культур в світі (за даними ФАО)

Рекорди злакових в Україні та світі

В останнє десятиліття селекціонерами Інституту фізіології рослин і генетики НАН України та Миронівського інституту пшениці ім. В.Н. Ремесло під керівництвом академіка НАН України В.В. Моргуна створено 30 сортів озимої пшениці, які занесені до Державного реєстру сортів України і рекомендовані для вирощування в усіх зонах країни. Серед них високоінтенсивні сорти Смуглянка, Колумбія, Золотоколоса, Володарка, Фаворитка; сорту з високою якістю зерна Ятрань 60, Київська 8, Переяславка, Ласуня, Зимоярка, Трипільська, Сонечко, Наташа, Почаівка; сорту універсального використання Подолянка, Богдана, Снігуронька, Добірна, Вінничанка, Трипільська; сорту спеціального використання Пивна, Зимоярка і Хуторянка. Генетичний потенціал цих сортів сягає понад 100-124 ц / га. У 2009 році сорт озимої пшениці Фаворитка на Черкащині з площі 136 га забезпечив отримання рекордного за всю багатовікову історію України урожаю зерна в 131,8 ц / га. В Інституті видано і забезпечується дія 1860 ліцензійних договорів на використання сортів у виробництві, що є істотним внеском у зміцнення продовольчої безпеки України. З метою збільшення виробничої бази спільним наказом Міністерства аграрної політики та НАН України з Інститутом закріплено 178 базових господарств. Слід зазначити принципово нові Озимо-ярові сорти Зимоярка і Хуторянка - дворучки, які відрізняються винятковою пластичністю і можуть висівати восени або навесні. Важливою рисою високопродуктивних сортів є раннеспелость. До групи ранньостиглих сортів відносяться Веснянка, Почаівка, Солоха, Колумбія.

Створені сорти вперше за всю історію України сформували рекордні стабільні врожаї зерна в 115,2-124,1 ц / га: Смуглянка - 115,2, Золотоколоса - 117,3, Фаворитка - 124,1 ц / га.

Саме такі сорти потрібні Україні, щоб вивести її на гідне місце серед провідних держав - експортерів пшениці.

Світові експериментальні дані свідчать, що потенціал продуктивності озимої пшениці ще не вичерпаний. Навіть в країнах з найвищою середньою врожайністю (Великобританія, Німеччина і Франція) вона становить лише половину офіційно зареєстрованих світових рекордів. Так, ще в 1981 р в Великобританії в польових умовах було отримано урожай 139,9 ц / га в змішаному посіві різних сортів. Пізніше в Новій Зеландії в Книгу рекордів Гіннеса були занесені врожаї двох англійських фуражних сортів в 143 і 162 ц / га при вологості зерна 14%, отримані на двох полях.

У сезоні 2002/2003 група дослідників з Нової Зеландії в польових дослідах продемонструвала приклад отримання врожаю понад 150 ц / га. Досліди проводили з озимою фуражної пшеницею сорту Саванна в умовах штучного зрошення і двох доз (N207 і N230) азотного харчування, які вносили в три прийоми. Фонове зміст мінерального азоту в верхньому шарі ґрунту (25 см) склало 50 кг / га. З огляду на високу рухливість цього елемента, можна припустити, що в метровому шарі грунту, де розміщується основна маса коріння пшениці, його запаси були в 2-3 рази більше. Результати цих дослідів наведені в табл. 2, з якої видно, що надбавка врожайності при внесенні високих доз азотних добрив була обумовлена ​​збільшенням як кількості класів на 1 м2, так і кількості зерен в колосі. В результаті кількість зерен на 1 м2 посіву збільшилася майже на 50%, що призвело до відповідного підвищення врожайності. Маса однієї зернівки практично не змінилася, що свідчить про високу атрагующей здатності зернівок цього сорту.

Окремої уваги потребує той факт, що в контрольному варіанті без внесення азоту був отриманий дуже хороший (за оцінкою самих авторів) урожай в 111 ц / га. Це можна пояснити декількома факторами.

По-перше, досліджуваний сорт був фуражним, отже, винос азоту у нього менше в порівнянні з сильними або цінними сортами.

По-друге, фонове вміст азоту в грунті було достатньо високим, а його доступність забезпечувалася штучним зрошенням.

По-третє, погодні умови були дуже сприятливі і об'єднували помірну середньодобову температуру протягом наливу зерна (16,5 ° С) з високою інсоляцією, яка була більше середньорічної.

Однією зі складових високого потенціалу продуктивності, як відомо, є тривалий термін наливу зерна, який в аналізованої роботі склав 40 діб.

Виходячи з цих даних, можна зробити висновок, що в формування рекордного врожаю пшениці за сприятливих погодних умов (вологозабезпеченість, температура, інсоляція) і оптимальній густоті посіву внесок сорту склав 60-70%, а посилення мінерального живлення (в першу чергу, азотного) - 30-40%. Несприятливі погодні умови можуть суттєво знизити врожайність, величина якої залежить від генотипической стійкості.

Подібні рекордні врожаї досить рідкісне явище і, як правило, досягаються при сприятливому збігу обставин. До того ж, вони вимагають внесення надзвичайно високих доз азотних добрив, що веде до зниження коефіцієнтів засвоєння азоту. Так, з табл. 2 видно, що підвищення забезпеченості азотом в кілька разів вище фонової призвело до збільшення врожайності менш ніж на 30%.

Високі врожаї зафіксовані і в Китаї. Так, на невеликих ділянках в Тибеті врожаї ярої та озимої пшениці становили 14,8 і 13,0 т / га відповідно. Найвищий урожай на малих ділянках був отриманий в Qinghai - 15,3 т / га.

Результати по досягненню рекордних врожаїв демонструють потенційні можливості пшениці і серед іншого дають підставу для висновку про необхідність підвищення ефективності використання азоту новими високопродуктивними сортами. Тобто отримання високих врожаїв при менших його доз, особливо, в зв'язку зі стрімким зростанням світових цін на добрива в останні роки.

Статистика ФАО свідчить, що в США середня врожайність пшениці зросла з 11 ц / га в кінці 1940-х років до 26 ц / га в кінці 1990-х, тоді як використання мінеральних добрив збільшилася з 20 до 120 кг / га. У Франції за той же період врожайність пшениці зросла з 18 до 70 ц / га при застосуванні мінеральних добрив 45 і 250 кг / га відповідно. Це свідчить, що підвищення врожайності відбувалося меншими темпами, ніж підвищення мінерального живлення, а, отже, ефективність використання останнього рослинами зменшилася.

У той же час економічний аналіз свідчить про можливість отримання високих врожаїв навіть при зниженні коефіцієнтів засвоєння елементів живлення (табл. 2).

Повертаючись до аналізу глобальних тенденцій, відзначимо, що валовий збір зерна пшениці в світі поступово зростає (див. Рис. 1), хоча цей процес піддається певним коливанням як внаслідок впливу погодних умов, так і аграрної політики окремих держав. Можна стверджувати, що цей приріст забезпечується саме підвищенням середньої врожайності. Це добре видно на рис. 4, з якого випливає, що в глобальному масштабі за останні 15 років врожайність пшениці зросла з 25 до 28,5 ц / га. На думку багатьох дослідників, саме збільшення врожайності залишилося єдиним двигуном нарощування виробництва зерна. Це підтверджується і даними рис. 1 і 4: спостерігається тенденція до зниження посівних площ пшениці в світі, що зумовлено відводом частини земель під вирощування культур для отримання біопалива, для екологічних програм, розвитку промисловості і т.д. При цьому валові збори зерна в світі все ж ростуть, що відповідає підвищенню середньосвітового рівня врожайності цієї культури. Вирішальну роль у підвищенні врожайності відіграє створення нових сортів з високим генетичним потенціалом продуктивності та екологічної пластичності, а також вдосконалення технологій вирощування, таких як методи обробки грунту, управління живленням, контроль бур'янів, шкідників, хвороб.

Рис. 4. Динаміка середньої врожайності пшениці в світі

Малюнок 5. Динаміка валового збору пшениці в світі

Фізіологічні механізми продуктивного процесу рослин, поліпшення його показників селекційно-генетичним шляхом, як і рішення задачі підвищення потенціалу продуктивності зернових, пшениці зокрема, ми розглянемо в подальших публікаціях.

коментар практика

Людмила Василенко, генеральний директор ТОВ «Агробонус»

Завдяки успіхам селекціонерів, на великих площах вже можна отримувати врожайність 5-7 т / га, а на окремих ділянках навіть подолати рубіж 10 т / га. На жаль, це поки далеко не масове явище. На нашу думку, головний стримуючий фактор росту врожайності - це погодні умови, які негативно впливають на перезимівлю. Тому в страховому фонді важливо мати насіння сортів-дворучок, якими в разі потреби можна «підремонтувати» пошкоджені посіви навесні. У зв'язку з частими засухами в весняно-літній період при підборі сорти в зонах Степу, лівобережної та центрального Лісостепу перевагу краще надавати посухостійким сортам. Навіть найпродуктивніший сорт не здатний розкрити свій потенціал без дотримання технології вирощування. Практика довела, що нестача одних елементів технології не можна відшкодувати надлишком інших елементів. Найперспективніший напрямок для контрольованого підвищення врожайності - це повсюдне застосування лабораторного і польового аналізу умов мінерального живлення рослин, появи і розвитку шкідливих об'єктів, що дозволяє оперативно реагувати на потреби рослин і приймати ефективні рішення.

Володимир Моргун, директор, доктор біологічних наук, професор, академік НАН України

Віктор Швартау, заступник директора з наукової роботи, доктор біологічних наук, член-кореспондент НАН України, Дмитро Кірізій, доктор біологічних наук, старший науковий співробітник, Інститут фізіології рослин і генетики НАНУ

Потенціал сорту як основа врожайності пшениці

За останні 10 років в світі вироблено продовольства більше, ніж будь-коли, проте продовольчої забезпеченості не спостерігається. Оскільки хлібні злаки займають центральне місце в раціоні людини, саме вони привертають дедалі більшу увагу вчених, економістів і державних діячів у всьому світі.

Загальні тенденції у виробництві зерна злаків

До економічних чинників, негативно відбивається на виробництві продуктів харчування, крім високих цін на добрива і транспортні витрати, обмеженості земельних і водних ресурсів, сьогодні можна віднести швидко зростаючий попит на біопаливо. За даними Міжнародного енергетичного агентства, в наступні 20 років частка світових оброблюваних земель для вирощування біомаси з метою отримання біопалива може зрости втричі. Зокрема, попит на зернова сировина для біопалива стимулював різке збільшення світового виробництва кукурудзи (див. Рис. 1, складений нами за даними офіційного сайту статистики ФАО). Якщо в 1990-і роки валове виробництво головних зернових культур - пшениці, рису і кукурудзи - було приблизно однаковим, то з 2002 року, коли в розвинених країнах активно почали розвиватися державні програми отримання біопалива, стимульовані стрімким зростанням цін на нафту, виробництво кукурудзи істотно випереджає виробництво пшениці і рису. Така тенденція викликає занепокоєння, оскільки площа орних земель практично досягла межі екологічної безпеки, і виробництво зерна на біопаливо неминуче відіб'ється на його скороченні для харчових потреб.

Найбільші виробники зерна хлібних злаків - США, Китай і Індія. Разом ці три держави виробляють близько половини всього зерна в світі. За 2,3-3,4% світового валового збору виробляють Франція, Німеччина, Росія, Канада, Бразилія. Україна за цим показником знаходиться на рівні таких країн, як Австралія, Аргентина, Великобританія.

Серед хлібних злаків за своєю значимістю пшениця займає перше місце, оскільки її харчова цінність і висока екологічна пластичність (що робить культуру придатною для вирощування в самих різних кліматичних умовах) є неперевершеними. Пшениця, яка складає основу харчового раціону більшої частини людства, вирощується практично у всіх країнах, які мають досить розвинене сільськогосподарське виробництво. Найбільше пшениці в розрахунку на душу населення на початку 1990-х років виробляла Канада, вона ж була і найбільшим експортером зерна за цим показником. Однак останнім часом її випередила Австралія. Багато зерна щодо чисельності населення виробляють і експортують Франція і Аргентина. Україна з виробництва та експорту зерна пшениці на душу населення знаходиться поруч з такими державами як Німеччина, Великобританія, Росія і навіть США. Хоча, якщо в Україні і Аргентині посівні площі під пшеницею приблизно однакові, в Великобританії вони майже втричі менше, а в Австралії - вдвічі більше. Відповідно і середня врожайність пшениці в останні роки в Великобританії складає 77,8 ц / га, тоді як в Австралії тільки 13, а в Україні і Аргентині - близько 25 ц / га. Найбільші посівні площі пшениці мають Китай, Індія, Росія і США (20-25 млн га), вдвічі менше Австралія (близько 12 млн га), ще менше Канада (з тенденцією до скорочення), далі йдуть Україна, Аргентина і Франція (5 , 3-6 млн га), потім Німеччина і Великобританія. Разом з тим останні три країни значно випереджають інші по середній врожайності (близько 70 ц / га), тоді як в Австралії цей показник в останні роки низький (очевидно, внаслідок несприятливих погодних умов, в першу чергу - посухи). Досить висока врожайність пшениці досягнута в Китаї. Україна за цим показником знаходиться на рівні США, Аргентини, Канади, Індії, випереджаючи Бразилію і Росію.

Якщо виходити з даних ФАО по окремим країнам за останні 15 років, можна відзначити різноспрямованість динаміки середньої врожайності. Так, в Китаї вона істотно зросла, така ж тенденція до збільшення (хоча і на іншому середньому тлі) спостерігається в Росії, Аргентині, Бразилії, Канаді.

В Австралії, навпаки, в останні 10 років відбулося зменшення цього показника. В Україні середня врожайність, після зниження в порівнянні з початком 1990-х років, стабілізувалася на рівні 25 ц / га. Але немає ніяких сумнівів, що за своїм потенціалом Україна може отримувати набагато вищі врожаї, не гірше, ніж у Франції чи Німеччині. Певну надію на це дає той факт, що, за даними Держкомстату України, середня врожайність пшениці в 2008 р становила 36,7 ц / га. Разом з деяким розширенням посівних площ це дозволило отримати валовий збір 25,9 млн т зерна, що на 86% більше, ніж у 2007 році, і вивести нашу країну за цим показником на один рівень з Канадою та Німеччиною (по крайней мере, по даними по цих країнах на 2007 р) і випередити Австралію і Великобританію. Звичайно, істотну роль при цьому зіграли сприятливі погодні умови, але такий успіх був би неможливий без зусиль наших селекціонерів і хліборобів.

Рис. 1. Динаміка валових зборів головних зернових культур в світі (за даними ФАО)

Рекорди злакових в Україні та світі

В останнє десятиліття селекціонерами Інституту фізіології рослин і генетики НАН України та Миронівського інституту пшениці ім. В.Н. Ремесло під керівництвом академіка НАН України В.В. Моргуна створено 30 сортів озимої пшениці, які занесені до Державного реєстру сортів України і рекомендовані для вирощування в усіх зонах країни. Серед них високоінтенсивні сорти Смуглянка, Колумбія, Золотоколоса, Володарка, Фаворитка; сорту з високою якістю зерна Ятрань 60, Київська 8, Переяславка, Ласуня, Зимоярка, Трипільська, Сонечко, Наташа, Почаівка; сорту універсального використання Подолянка, Богдана, Снігуронька, Добірна, Вінничанка, Трипільська; сорту спеціального використання Пивна, Зимоярка і Хуторянка. Генетичний потенціал цих сортів сягає понад 100-124 ц / га. У 2009 році сорт озимої пшениці Фаворитка на Черкащині з площі 136 га забезпечив отримання рекордного за всю багатовікову історію України урожаю зерна в 131,8 ц / га. В Інституті видано і забезпечується дія 1860 ліцензійних договорів на використання сортів у виробництві, що є істотним внеском у зміцнення продовольчої безпеки України. З метою збільшення виробничої бази спільним наказом Міністерства аграрної політики та НАН України з Інститутом закріплено 178 базових господарств. Слід зазначити принципово нові Озимо-ярові сорти Зимоярка і Хуторянка - дворучки, які відрізняються винятковою пластичністю і можуть висівати восени або навесні. Важливою рисою високопродуктивних сортів є раннеспелость. До групи ранньостиглих сортів відносяться Веснянка, Почаівка, Солоха, Колумбія.

Створені сорти вперше за всю історію України сформували рекордні стабільні врожаї зерна в 115,2-124,1 ц / га: Смуглянка - 115,2, Золотоколоса - 117,3, Фаворитка - 124,1 ц / га.

Саме такі сорти потрібні Україні, щоб вивести її на гідне місце серед провідних держав - експортерів пшениці.

Світові експериментальні дані свідчать, що потенціал продуктивності озимої пшениці ще не вичерпаний. Навіть в країнах з найвищою середньою врожайністю (Великобританія, Німеччина і Франція) вона становить лише половину офіційно зареєстрованих світових рекордів. Так, ще в 1981 р в Великобританії в польових умовах було отримано урожай 139,9 ц / га в змішаному посіві різних сортів. Пізніше в Новій Зеландії в Книгу рекордів Гіннеса були занесені врожаї двох англійських фуражних сортів в 143 і 162 ц / га при вологості зерна 14%, отримані на двох полях.

У сезоні 2002/2003 група дослідників з Нової Зеландії в польових дослідах продемонструвала приклад отримання врожаю понад 150 ц / га. Досліди проводили з озимою фуражної пшеницею сорту Саванна в умовах штучного зрошення і двох доз (N207 і N230) азотного харчування, які вносили в три прийоми. Фонове зміст мінерального азоту в верхньому шарі ґрунту (25 см) склало 50 кг / га. З огляду на високу рухливість цього елемента, можна припустити, що в метровому шарі грунту, де розміщується основна маса коріння пшениці, його запаси були в 2-3 рази більше. Результати цих дослідів наведені в табл. 2, з якої видно, що надбавка врожайності при внесенні високих доз азотних добрив була обумовлена ​​збільшенням як кількості класів на 1 м2, так і кількості зерен в колосі. В результаті кількість зерен на 1 м2 посіву збільшилася майже на 50%, що призвело до відповідного підвищення врожайності. Маса однієї зернівки практично не змінилася, що свідчить про високу атрагующей здатності зернівок цього сорту.

Окремої уваги потребує той факт, що в контрольному варіанті без внесення азоту був отриманий дуже хороший (за оцінкою самих авторів) урожай в 111 ц / га. Це можна пояснити декількома факторами.

По-перше, досліджуваний сорт був фуражним, отже, винос азоту у нього менше в порівнянні з сильними або цінними сортами.

По-друге, фонове вміст азоту в грунті було достатньо високим, а його доступність забезпечувалася штучним зрошенням.

По-третє, погодні умови були дуже сприятливі і об'єднували помірну середньодобову температуру протягом наливу зерна (16,5 ° С) з високою інсоляцією, яка була більше середньорічної.

Однією зі складових високого потенціалу продуктивності, як відомо, є тривалий термін наливу зерна, який в аналізованої роботі склав 40 діб.

Виходячи з цих даних, можна зробити висновок, що в формування рекордного врожаю пшениці за сприятливих погодних умов (вологозабезпеченість, температура, інсоляція) і оптимальній густоті посіву внесок сорту склав 60-70%, а посилення мінерального живлення (в першу чергу, азотного) - 30-40%. Несприятливі погодні умови можуть суттєво знизити врожайність, величина якої залежить від генотипической стійкості.

Подібні рекордні врожаї досить рідкісне явище і, як правило, досягаються при сприятливому збігу обставин. До того ж, вони вимагають внесення надзвичайно високих доз азотних добрив, що веде до зниження коефіцієнтів засвоєння азоту. Так, з табл. 2 видно, що підвищення забезпеченості азотом в кілька разів вище фонової призвело до збільшення врожайності менш ніж на 30%.

Високі врожаї зафіксовані і в Китаї. Так, на невеликих ділянках в Тибеті врожаї ярої та озимої пшениці становили 14,8 і 13,0 т / га відповідно. Найвищий урожай на малих ділянках був отриманий в Qinghai - 15,3 т / га.

Результати по досягненню рекордних врожаїв демонструють потенційні можливості пшениці і серед іншого дають підставу для висновку про необхідність підвищення ефективності використання азоту новими високопродуктивними сортами. Тобто отримання високих врожаїв при менших його доз, особливо, в зв'язку зі стрімким зростанням світових цін на добрива в останні роки.

Статистика ФАО свідчить, що в США середня врожайність пшениці зросла з 11 ц / га в кінці 1940-х років до 26 ц / га в кінці 1990-х, тоді як використання мінеральних добрив збільшилася з 20 до 120 кг / га. У Франції за той же період врожайність пшениці зросла з 18 до 70 ц / га при застосуванні мінеральних добрив 45 і 250 кг / га відповідно. Це свідчить, що підвищення врожайності відбувалося меншими темпами, ніж підвищення мінерального живлення, а, отже, ефективність використання останнього рослинами зменшилася.

У той же час економічний аналіз свідчить про можливість отримання високих врожаїв навіть при зниженні коефіцієнтів засвоєння елементів живлення (табл. 2).

Повертаючись до аналізу глобальних тенденцій, відзначимо, що валовий збір зерна пшениці в світі поступово зростає (див. Рис. 1), хоча цей процес піддається певним коливанням як внаслідок впливу погодних умов, так і аграрної політики окремих держав. Можна стверджувати, що цей приріст забезпечується саме підвищенням середньої врожайності. Це добре видно на рис. 4, з якого випливає, що в глобальному масштабі за останні 15 років врожайність пшениці зросла з 25 до 28,5 ц / га. На думку багатьох дослідників, саме збільшення врожайності залишилося єдиним двигуном нарощування виробництва зерна. Це підтверджується і даними рис. 1 і 4: спостерігається тенденція до зниження посівних площ пшениці в світі, що зумовлено відводом частини земель під вирощування культур для отримання біопалива, для екологічних програм, розвитку промисловості і т.д. При цьому валові збори зерна в світі все ж ростуть, що відповідає підвищенню середньосвітового рівня врожайності цієї культури. Вирішальну роль у підвищенні врожайності відіграє створення нових сортів з високим генетичним потенціалом продуктивності та екологічної пластичності, а також вдосконалення технологій вирощування, таких як методи обробки грунту, управління живленням, контроль бур'янів, шкідників, хвороб.

Рис. 4. Динаміка середньої врожайності пшениці в світі

Малюнок 5. Динаміка валового збору пшениці в світі

Фізіологічні механізми продуктивного процесу рослин, поліпшення його показників селекційно-генетичним шляхом, як і рішення задачі підвищення потенціалу продуктивності зернових, пшениці зокрема, ми розглянемо в подальших публікаціях.

коментар практика

Людмила Василенко, генеральний директор ТОВ «Агробонус»

Завдяки успіхам селекціонерів, на великих площах вже можна отримувати врожайність 5-7 т / га, а на окремих ділянках навіть подолати рубіж 10 т / га. На жаль, це поки далеко не масове явище. На нашу думку, головний стримуючий фактор росту врожайності - це погодні умови, які негативно впливають на перезимівлю. Тому в страховому фонді важливо мати насіння сортів-дворучок, якими в разі потреби можна «підремонтувати» пошкоджені посіви навесні. У зв'язку з частими засухами в весняно-літній період при підборі сорти в зонах Степу, лівобережної та центрального Лісостепу перевагу краще надавати посухостійким сортам. Навіть найпродуктивніший сорт не здатний розкрити свій потенціал без дотримання технології вирощування. Практика довела, що нестача одних елементів технології не можна відшкодувати надлишком інших елементів. Найперспективніший напрямок для контрольованого підвищення врожайності - це повсюдне застосування лабораторного і польового аналізу умов мінерального живлення рослин, появи і розвитку шкідливих об'єктів, що дозволяє оперативно реагувати на потреби рослин і приймати ефективні рішення.

Володимир Моргун, директор, доктор біологічних наук, професор, академік НАН України

Віктор Швартау, заступник директора з наукової роботи, доктор біологічних наук, член-кореспондент НАН України, Дмитро Кірізій, доктор біологічних наук, старший науковий співробітник, Інститут фізіології рослин і генетики НАНУ