Господарське значення та географія вирощування озимої та ярої пшениці

Господарське значення та географія вирощування пшениці

Пшениця — ключова зернова культура на планеті, яка забезпечує продовольством близько 70 % населення Землі. Зерно широко використовується для виробництва борошна, хліба, манної крупи, макаронних та кондитерських виробів. У тваринництві затребуваний побічний продукт переробки — висівки, які служать основою для виробництва комбікормів.

• Частка у світовому виробництві зерна — близько 30 %
• Світова площа посівів — майже 210 млн га
• Вміст білка в зерні — 10–20 %
• Вміст крохмалю в зерні — 63–74 %
• Середня урожайність у Білорусі — 30–32 ц/га
• Щорічний валовий збір у Білорусі — 1,0–1,2 млн т

Крім білка та крохмалю, у зерні пшениці міститься приблизно по 2 % жиру, клітковини та золи. Посіви цієї культури займають майже половину всієї світової ріллі під зерновими. Лідерами з вирощування залишаються Китай та Індія, за ними йдуть США та Росія. Географія вирощування охоплює практично всі континенти — від півдня Африки до Заполяр'я, а в горах посіви піднімаються до 4000 метрів над рівнем моря.

На території СНД розподіл озимих та ярих форм жорстко прив'язаний до клімату. У чорноземних районах України, Північного Кавказу та Центральної Росії близько 3/4 площ займають озимі форми. Навпаки, у степових областях Поволжя, Сибіру та Казахстану на частку ярих сортів припадає до 90 % усіх посівів.

У Республіці Білорусь посівні площі під озиму та яру м'яку пшеницю розширюються для самозабезпечення продовольчим зерном. Раніше в агропромисловому комплексі під культуру відводили 60–100 тисяч гектарів. У 2006–2007 роках посіви збільшилися до 350–420 тисяч гектарів.

Динаміка світового виробництва зерна пшениці за країнами представлена в таблиці:

Походження та еволюція культурних видів

Пшениця вважається однією з найдавніших культурних рослин на Землі. Початкові осередки її вирощування виникли в Передній Азії ще в доісторичні часи. Археологічні дані показують, що в Месопотамії культуру знали понад 6500 років до н. е., а до 6–5 тисячоліть до н. е. її вже сіяли в Єгипті, Сирії та Малій Азії.

До 3 тисячоліття до н. е. пшеницю почали вирощувати у Вірменії, Туркменії, Індії, Китаї, а також на території України (в межах трипільської культури). Слов'яни просунули посіви далеко на північ, аж до Новгорода і Ладоги, ще за часів Київської Русі. На американському та австралійському континентах культура з'явилася набагато пізніше: до Латинської Америки її завезли в 1528 році, у США вирощування почалося в 1602 році, в Австралії — в 1788 році, а в Канаді — в 1812 році.

Найдавнішим і найбільш невибагливим видом пшениці була полба, представлена переважно ярими формами. Її головний недолік — складність розмелу: зерно вимолочується з ламкого колоса тільки разом із прирослими квітковими та колосковими лусками. Через цю анатомічну особливість переробити таке зерно на борошно технологічно складно.

Сьогодні полба майже повністю витіснена м'якою та твердою пшеницею. У сільськогосподарському виробництві вона зустрічається рідко — переважно на Середземноморському узбережжі, у Сирії, Ефіопії, а також використовується селекціонерами для гібридизації. Під впливом клімату та безперервного відбору культурні види сильно змінилися. Дикі полба та однозернянка втратили характерну ламкість колоса при дозріванні, збільшили висоту стебла та розмір зерна.

Вже за 6–7 тисяч років до н. е. у багатьох країнах були створені сорти, що мало відрізняються від сучасних. Систематичний рід пшениця (Triticum) належить до родини Тонконогові (Злакові) і включає 22 види, які добре розрізняються за морфологічними ознаками. За числом хромосом усе розмаїття культивованих видів розділяють на 4 генетичні групи.

• диплоїдні (14 хромосом);
• тетраплоїдні (28 хромосом);
• гексаплоїдні (42 хромосоми);
• октоплоїдні (56 хромосом).

Види культурної пшениці, за даними цитогенетичних досліджень, об'єднують у собі три геноми (А, В, D), які походять, мабуть, від трьох диких злаків, що ростуть у Малій Азії, Південній Європі та Північній Африці.

Найбільше виробниче значення у світовому землеробстві мають тільки 2 види:

Рис. 14. Види пшениці: 1 — м'яка остиста; 2 — м'яка безоста; 3 — тверда; 4 — культурна однозернянка; 5 — двозернянка еммер; 6 — пшениця Тимофєєва; 7 — полонікум; 8 — карликова; 9 — тургідум першої групи 139

З інших 20 видів певне поширення отримали:

• пшениця тучна, або англійська (Tr. turgidum L.), яка має гіллястоколосі форми, зерна короткі, овальні, з усіченими верхівками, тому вони здаються здутими і горбатими і бувають червоно-фіолетового і білого кольору;
• пшениця польська (Tr. polonicum L.), що виділяється своїм зовнішнім виглядом. Її колос великий — 15—18 см завдовжки і 2 см і більше завширшки; колоскові луски довгі, тонкі, папероподібні, а зерна часто досягають у довжину 13 мм і дуже тверді.

Сорти цього виду, як і пшениці твердої, є лише ярі.

Усі види пшениці — однорічні рослини. Коренева система у пшениці мичкувата, в основному вона розміщується на глибині орного шару. Надземна частина (стебла, листя, колосся) досягає 0,5—2 м заввишки. Стебло містить 5—7 вузлів.

Усі види пшениці в практичному плані поділяють на дві групи: голозерні та полб’яні (плівчасті).

Голозерні мають неламкий колосовий стрижень, у них колос не розпадається на окремі колоски і зерно легко звільняється від лусок. Полб’яні пшениці мають ламкий колосовий стрижень, у них колос при дозріванні розпадається на колоски (з коліноподібними члениками колосового стрижня), а зерно при обмолоті залишається в колосках і лусочках.

До голозерних видів пшениці належать такі:

• м'яка пшениця (Тr. vulgare Host.),
• тверда пшениця (Tr. durum Desf.),
• пшениця польська (Tr. polonicum L.),
• пшениця тургідум (Tr. turgidum L.),
• ванська пшениця (Tr. vavilovii Jakubz.),
• картлінська пшениця (Tr. carthlicum Nevski),
• карликова пшениця (Тr. соmрасtum Host.),
• круглозерна пшениця (Tr. phaerococcum Perc.),
• туранська пшениця (Tr. turanicum Jakubz.),
• широколиста пшениця (Tr. amplissifolium Zhuk.),
• грибобойна пшениця (Тr. fungicidum Zhuk.).

До полб’яних (плівчастих) видів пшениці відносять інші 11 видів:

• дика однозернянка (Tr. aegilopoides Link.),
• культурна однозернянка (Tr. monococcum L.),
• дика двозернянка (Tr. dicoccoides Ааr.),
• еммер (полба) (Тr. dicoccum Schubl.),
• пшениця спельта (Tr. spelta L.),
• абісинська пшениця (Тr. aethiopicum Jakubz.),
• халдська пшениця (Tr. araraticum Zhuk.),
• пшениця Урарту (Тr. urarthu Тит.),
• зандурі (Tr. timopheevii Zhuk.),
• колхідська двозернянка (Tr. paleo-colchicum Men.),
• пшениця Маха (Тr. macha Dek. et Men.).

Розрізняють озимі, ярі та напівозимі пшениці (дворучки).

Озимі потребують для нормального плодоношення доволі тривалої дії знижених температур на ранній стадії розвитку (тобто яровизації). Озиму пшеницю сіють восени і збирають наступного літа. Це найбільш поширена пшениця в усьому світі. Починаючи розвиватися раніше за яру пшеницю, що висівається навесні, озима швидше достигає і дає вищий урожай.

Напівозимим формам для нормального плодоутворення потрібне лише короткочасне охолодження в цей же початковий період онтогенезу, а ярі пшениці нормально розвиваються і плодоносять, якщо весь період початкового розвитку проходить при температурі вище 0 °С.

Самі назви — м'яка і тверда пшениці — влучно характеризують відмінності між ними.

Тверда пшениця має такі морфологічні та біологічні ознаки: колос грубий, щільний, остистий; дворядний бік колоса ширший за лицьовий або дорівнює йому. Ості довгі, паралельно витягнуті вгору. Луски жорсткі, тверді. Зерно видовжене, склоподібне без чубчика, щільно вкладене в квіткові та колоскові луски, що не обсипаються при дозріванні. Стебла у видів твердої пшениці вищі, ніж у м'якої; соломина під колосом цілком заповнена паренхімою або з вузьким просвітом. Листя гладке, шкірясте. Рослини стійкі проти вилягання, осипання, мало уражуються шкідниками та хворобами (іржею, борошнистою росою, летючою та твердою сажкою), але імунітету до цих патогенів не мають. У вологі роки тверді пшениці можуть уражуватися ріжками.

Серед видів твердої пшениці у виробництві використовують головним чином ярі форми, якими в Росії засівають близько 4 млн га. Рідше трапляються напівозимі форми. У 50-ті рр. ХХ ст. в СРСР у Селекційно-генетичному інституті (Одеса) вперше була створена озима тверда пшениця Мічурінка, що володіє високими урожайними і хлібопекарськими якостями; згодом були виведені й інші озимі сорти твердої пшениці. Тверда пшениця представлена формами як з дуже короткою стадією яровизації (5 днів), так і з дуже тривалою світловою стадією — до 40—45 днів.

Сорти твердої пшениці вирощують також у Північній та Південній Африці, Австралії, Іспанії, Франції, Італії, Туреччині, у степових районах США, Канади та Аргентини.

Біологічні особливості м'якої та твердої пшениці

М'яка пшениця має унікальну екологічну пластичність, що дозволяє вирощувати її в найрізноманітніших зонах — від Нечорнозем'я та лісостепу до солонцюватих ґрунтів напівпустель. При роботі з цією культурою агроному важливо враховувати особливості її будови: соломина у неї порожниста, листя опушене, а колоскові луски нещільно закривають зерно. Через це м'яка пшениця легко обмолочується, але швидко осипається при перестої на корені. Ості на колосі або відсутні зовсім, або не перевищують його довжини.

Озимі форми м'якої пшениці висівають у регіонах з помірно-прохолодним кліматом, стійким сніговим покривом та відносно м'якою зимою. У зонах із суворими зимами та континентальним кліматом вирощують яру пшеницю. Розвиток озимих посівів жорстко прив'язаний до температурного режиму та вологозабезпеченості.

• Температура початку росту — 3–4 °С
• Вологопотреба для набухання насіння — 45–50% до маси сухого зерна
• Строк настання кущіння при 12–15 °С — 15 днів
• Період вегетації (включаючи зимівлю) — 275–350 днів
• Сума додатних температур за вегетацію — 1850–2200 °С
• Температура для цвітіння та запліднення — 12–30 °С

Озима пшениця ефективно використовує весняну та осінню вологу, але пік водоспоживання припадає на період від виходу в трубку до цвітіння. Порівняно з озимим житом вона більш посухостійка та жаровитривала, проте висуває підвищені вимоги до родючості ґрунту та якості попередників. Через слабке кущіння пшениця гірше затінює ґрунт і сильніше пригнічується бур'янами, тому її розміщують на чистих від бур'янів полях. Яра пшениця у перші 15 днів вегетації розвивається повільно — цей період критичний для культури, коли посіви гостро потребують догляду, мінерального живлення, кисню та вологи.

Тверду пшеницю розділяють на два ключові підвиди. Середземноморський підвид характеризується пізнім строком дозрівання, довгими остями, великим колосом та великим зерном. Абісинський підвид являє собою скоростиглі, низькорослі рослини зі слабкою кущистістю.

Технологічні властивості зерна та класифікація

Різновиди пшениці класифікують за зовнішніми ознаками: наявністю остей, опушеністю колоскових лусок, забарвленням колоса, остей та зерна. Більшість сортів м'якої пшениці належить до різновидів еритроспермум, ферругінеум, лютесценс, альбідум, мільтурум та цезіум. Серед твердої пшениці переважають різновиди гордеїформе та мелянопус. У товарній класифікації зерно ділять на типи за ботанічними та біологічними ознаками, а також на підтипи — за забарвленням та загальною склоподібністю, що прямо визначає його подальше промислове використання.

Пшеничне зерно вирізняється високим вмістом ендосперму (80–84%), що гарантує високий вихід сортового борошна при переробці. Борошно з пшениці багате на вітаміни B1, B2, PP, а також кальцій, фосфор та залізо. За своїми харчовими властивостями пшеничний хліб перевершує житній за калорійністю та вмістом легкозасвоюваного білка.

Фізичні властивості борошна визначають його призначення. Борошно з м'якої пшениці біле, дрібного помелу; його клейковина на 80% складається з гліадину та глютеніну, що робить тісто еластичним, розтяжним і дозволяє йому добре підійматися. Однак вироби з такого борошна в гарячій воді втрачають форму і розвалюються. Борошно з твердої пшениці має жовтуватий відтінок і виражену крупчасту структуру, а тісто з нього виходить крутішим і потребує менше борошна при замісі. Через коротку та пружну клейковину тверда пшениця незамінна для виробництва макаронних виробів, що зберігають форму при варінні, а також манної крупи та кондитерських виробів.

Підсумкові хлібопекарські якості готової продукції прямо залежать від об'єму та властивостей клейковини. При оцінці селекційних сортів ключову роль відіграє хлібопекарська сила борошна. Під цим показником розуміють питому роботу деформації одного грама тіста, виражену в ергах.

Сортовий склад пшениці та потенціал урожайності

Сила борошна визначає хлібопекарські якості пшениці. Сорти з високими технологічними властивостями зерна класифікують як сильні. Якість сировини в цій групі оцінюють за вмістом білка, склоподібністю зерна та фізичними властивостями клейковини — пружністю та розтяжністю.

• Вміст білка в сильній пшениці — не нижче 16 %
• Склоподібність зерна — не менше 70 %
• Сила борошна дуже сильних сортів — понад 400 ергів
• Сила борошна сильних сортів — 301–400 ергів
• Сила борошна середніх сортів — 221–300 ергів

До сильних ярих сортів належать пшенично-пирійні гібриди. До групи сильної озимої пшениці входять сорти Новоукраїнка 83, Безоста 1, Безоста 4, Миронівська 808 та Саратовська 29. Основу виробництва пшениці в Російській Федерації становить м'яка пшениця, яка займає 90 % посівів і використовується для випікання хліба, кондитерських виробів та частково для макаронного борошна. На тверду пшеницю припадає 10 % площ; її зерно йде на виробництво макаронного борошна і слугує поліпшувачем для слабких партій м'якої пшениці.

У географічній структурі озимого клину майже половина площ країн СНД припадає на Україну. Останніми роками озиму пшеницю також активно вирощують у нечорноземній зоні Росії та Білорусі. Середня врожайність культури в РФ у період 2003–2005 рр. становила 30–40 ц/га. У Республіці Білорусь озима пшениця займає 70 % посівних площ агропромислового комплексу.

Селекція озимої пшениці орієнтована на створення сортів із багатоквітковим продуктивним колосом, високими хлібопекарськими якостями та стійкістю до вилягання і патогенів. При створенні нових сортів і тритикале селекціонери використовують генетичний потенціал перевірених сортів Ленінградка, Миронівська 808 та короткостеблового невилягаючого сорту Дальчик. Загалом у виробництві вирощується 26 сортів озимої пшениці, більше половини з яких становлять сорти вітчизняної селекції: Сузор’є, Прэм’ера, Узлет, Капылянка, Гармонiя, Легенда, Каравай, Былiна, Сюiта, Щара, Завет, Спектр, Саната, Фантазiя, Гродзенская 7. У господарствах також використовують закордонні сорти: німецькі Декан, Кубус, Ларс, Сукцес і польські Саква, Танація.

Серед вирощуваних сортів присутні різні групи стиглості:

• скоростиглі — Щара;
• середньостиглі — Капылянка, Саната, Ларс;
• середньопізні — Завет, Прэм’ера, Узлет, Спектр;
• пізньостиглі — Гармонiя, Легенда, Каравай, Былiна.

Сорти Былiна, Легенда та Капылянка включені до переліку найбільш цінних за якістю зерна для хлібопечення. Показники продуктивності озимих та ярих сортів за даними випробувань наведені в таблицях нижче.

У випробуваннях на сільськогосподарській дослідній станції було отримано середню врожайність ярої пшениці на рівні 89,5 ц/га. Дані щодо врожайності перспективних сортів наведені в таблиці:

Система передпосівного обробітку насіння та ґрунту

Іржа, сажка та кореневі гнилі здатні суттєво знизити врожайність пшениці. Захисні заходи будуються на впровадженні стійких сортів та обов’язковій хімічній обробці посівного матеріалу. Протруювання насіння — це економічно ефективний прийом із низькими витратами на один гектар.

Для надійного закріплення препаратів на насінні застосовують метод інкрустації з використанням плівкоутворювачів та прилипачів. Як плівкоутворювач використовують 2%-й розчин клею NaКМЦ. Це запобігає осипанню препарату під час транспортування та сівби.

Підбір засобів захисту насіння проводять у суворій послідовності на основі попередньої діагностики:

1. Провести фітоекспертизу насіннєвого матеріалу для точного визначення видового складу збудників та ступеня зараженості партії.
2. Сформувати список ефективних протруювачів, спектр дії яких перекриває виявлений комплекс патогенів.
3. Вибрати з переліку дозволених препаратів економічно найбільш вигідний засіб.
4. Провести протруювання насіння з додаванням прилипачів або плівкоутворювачів.

Система основного та обробітку ґрунту">передпосівного обробітку ґрунту під озиму пшеницю визначається типом попередника, забур'яненістю поля та конкретними ґрунтово-кліматичними умовами. Якість підготовки насіннєвого ложа має вирішальне значення для перезимівлі та розвитку сходів. Повноцінний обробіток забезпечує рівномірність сходів та оптимальний старт рослин в осінній період.