Урожай рослин залежить від їхньої фотосинтетичної діяльності. На інтенсивність фотосинтезу та вміст фотосинтетичних пігментів у листках пшениці і, як результат, на накопичення органічної речовини істотно впливають елементи мінерального живлення.
Найважливіші поживні елементи — азот, фосфор, сірка і магній — потрібні для побудови фотосинтетичного апарату; інші елементи — залізо, калій та мікроелементи — впливають на накопичення хлорофілу, а отже й на фотосинтез. Безпосередньо впливають на інтенсивність фотосинтезу такі елементи мінерального живлення, як азот, калій, фосфор, залізо, цинк, мідь, що пов’язано з їхнім впливом на діяльність ферментів, які беруть участь у фотосинтезі, а також клітинні колоїди, та проникність протоплазми.
Дія азоту на фотосинтез зумовлена, перш за все, його впливом на формування фотосинтетичного апарату. Азот як складова білка й хлорофілу посилює синтез цих сполук, забезпечує повніше й ефективніше використання асимілятів та сприяє кращому їхньому утворенню. За нестачі азоту різко зменшується синтез хлорофілу.
Надходження в рослини калію змінює інтенсивність фотосинтезу, діє на стан клітинних колоїдів та оводненість цитоплазми, регулює відкриття продихів, підсилює відтік вуглеводів із пластинки листка в інші органи.
Гострий дефіцит фосфору став глобальною проблемою у процесі вирощування зернових культур та посів чільне місце серед агрохімічних стресів. Фосфор як компонент ключових біомолекул (нуклеїнових кислот, фосфоліпідів, АТФ та ін.) пов’язаний із системами перетворення енергії у живій клітині, бере участь у контролі й регуляції головних ферментативних реакцій та метаболічних шляхів. За його нестачі знижується інтенсивність різних фізіологічних і біохімічних процесів — фотосинтезу, дихання, біологічної фіксації молекулярного азоту атмосфери, виділення фосфору коренями, які опосередковано впливають і на азотний обмін у рослин.
Значення мікроелементів Вплив мікроелементів на ефективність роботи фотосинтетичного апарату не менш важливий, аніж макроелементів. Так, залізо, молібден беруть участь у біосинтезі основного фотосинтетичного пігменту — хлорофілу та його попередників, впливають на швидкість транспорту електронів, структурну й функціональну інтеграцію мембран та на інтенсивність фотосинтезу. Мідь, марганець та цинк потрібні для перебігу біохімічних процесів, які відбуваються під час дихання і фотосинтезу, а також пов’язані з формуванням реакційних центрів та світлозбиральних комплексів, беруть участь в окисно-відновних ферментативних реакціях, у реакціях циклу трикарбонових кислот та перенесенні електронів від ФС II до ФС I.
Мікроелементи також впливають на акумуляцію біомаси. Цинк сприяє нарощуванню біомаси як шляхом зростання міжвузлів, так і завдяки підвищенню стійкості рослин до ураження хворобами. Кобальт, який може стимулювати клітинну репродукцію в листі рослин, впливає на товщину й об’єм мезофілу в листку, число та розмір клітин його стовпчастої і губчастої паренхіми.
Ефективним добривом для позакореневого підживлення озимої пшениці, яке містить усі фізіологічно необхідні макро- та мікроелементи, є комплекс Квантум-Зернові. У дрібноділянковому експерименті, закладеному 2017 року на території Інституту фізіології рослин і генетики НАНУ, досліджували вплив позакореневого підживлення цим добривом на кількість хлорофілу в прапорцевому листку й показники структури врожаю високопродуктивного сорту Астарта та високобілкового сорту озимої пшениці Наталка. Рослини дослідних варіантів у фазі колосіння було оброблено добривом Квантум-Зернові у нормі 2 л/га.
Фаза колосіння в озимої пшениці характеризується найінтенсивнішим споживанням елементів живлення й потужним добовим приростом надземної маси. На цій стадії розвитку рослин відбувається закладання в конусі наростання зачатків майбутнього колоса й колосків, завершується процес формування всіх органів суцвіття і квітки. Низька забезпеченість рослин елементами живлення на цьому етапі може зменшити кількість колосків у колосі і погіршити їхню диференціацію. Наприклад, у пшениці замість 12–15 може утворитися лише 6–8 колосків у колосі, що позначається на врожайності. У цей період значно підвищується потреба рослин в азоті, тож позакореневе його застосування в комплексі з іншими елементами забезпечить формування виповненого зерна із високим умістом білка й клейковини. Потребу додавання калію в бакові суміші зумовлює знижений рівень його засвоєння з ґрунту в цій фазі.
З-поміж мікроелементів на формування майбутнього врожаю особливий вплив має бор, оскільки він безпосередньо впливає на фертильність квіток. Інші мікроелементи в складі комплексу Квантум-Зернові за обробки в цій фазі виконують функцію активаторів ферментної системи, окисно-відновних реакцій та фотосинтезу.
Механізм дії різних типів добрив вивчають шляхом дослідження основних показників фізіологічних процесів рослин, насамперед — вмісту пігментів, які впливають не тільки на інтенсивність фотосинтезу, а й на загальний рівень метаболізму рослин.
Під впливом добрива Квантум-Зернові протягом періоду від цвітіння до молочно-воскової стиглості значно зростала кількість хлорофілу в листках (рис. 1). До того ж обробка рослин найбільше вплинула на вміст фотосинтетичних пігментів у високопродуктивного сорту Астарта на пізніх етапах онтогенезу. Це є свідченням подовження періоду функціонування фотосинтетичного апарату та збільшення накопичення асимілятів у пізні фази розвитку.
Застосування комплексного добрива Квантум-Зернові значною мірою вплинуло на окремі показники зернової продуктивності рослин високоінтенсивного сорту Астарта (табл.). За обробки кількість зерен у колосі зросла на 19%, порівняно з контрольним варіантом, а їхня маса збільшилась на 17%, тоді як маса 1000 зерен змінювалась неістотно. Вплив обробки культури у фазі колосіння на ці показники у високобілкового сорту Наталка був несуттєвим.
Таким чином, обробка рослин у фазі колосіння добривом Квантум-Зернові сприяла збереженню функціонального стану пігментного апарату сучасного високоінтенсивного сорту в пізні фази розвитку та збільшенню зернової продуктивності колосу.
С. Полянчиков, директор із розвитку
О. Капітанська, наук. консультант із живлення рослин, ТОВ «НВК “КВАДРАТ”»
