Формування продуктивності пшениці озимої 
під впливом погодних умов та азотних підживлень в умовах Правобережного Лісостепу

Господаренко Г. М., д. с.-г. н., професор           
Черно О. Д., к. с.-г. н., доцент 

ВСТУП
Пшениці озимій, як провідній зерновій культурі в Україні, присвячено значну кількість досліджень в аграрній науці. Але і дотепер деякі питання вдосконалення технології її вирощування з урахуванням конкретних ґрунтово-кліматичних умов ще не вирішені [1, 2].
Величина врожаю зерна пшениці озимої і його якість залежать від забезпечення рослин азотом [3]. Тому в комплексі проблем розроблення технології вирощування пшениці озимої у конкретних ґрунтово-кліматичних умовах вирішальне значення належить живленню рослин азотом. Висока реакція пшениці озимої на цей елемент і стійкість сучасних сортів проти вилягання відкриває нові можливості для впровадження нових ефективних прийомів у технологію вирощування цієї культури. Високі дози азотних добрив не завжди сприяють істотному підвищенню врожайності пшениці озимої. Про недоцільність застосування підвищених доз азотних добрив до сівби, у силу її біологічних особливостей, свідчать дані багатьох досліджень [4, 5]. Встановлено, що підвищені дози азотних добрив у цей період сприяють формуванню пухкої великоклітинкової структури тканин, які накопичують у передзимовий період багато води, а коренева система переважно розвивається у верхньому шарі ґрунту. Це знижує стійкість рослин проти зимових несприятливих умов. Крім того, восени рослини можуть уражатися борошнистою росою, кореневими гнилями, а за теплих умовах також бурою листовою іржею [5]. Проте було встановлено [6], що вищий приріст урожаю давало роздрібне рівновелике внесення азотних добрив дозами N50 + N50 у фазу осіннього та весняного кущіння. 
Ефективність застосування азотних добрив у підживлення в різні часи вивчали багато вчених [7–12]. Проте, незважаючи на велику кількість досліджень, єдиних рекомендацій як щодо доз азотних добрив, так і строків їх внесення азотних добрив немає.
У середині 1970-х років бельгійським ученим R. Laloux було розроблено систему удобрення пшениці озимої, яка передбачала внесення азотних добрив у три строки: 1) на стадії кущіння − 30 кг/га д. р. (у Бельгії середина березня); 2) на початку виходу в трубку − 80 кг/га д. р. (середина квітня); 3) під час появи верхівкового листка − 30 кг/га д. р. Це вважається початком впровадження інтенсивних технологій вирощування пшениці в Європі [13]. 
За системою Шлезвіг-Гольштейн, розробленою для північно-західних районів Німеччини (середня температура в січні − лютому 0 °С, родючі ґрунти, значна кількість опадів у період вегетації), перше підживлення азотними добривами проводять наприкінці січня − на початку лютого (90−130 кг/га д. р.), друге − на початку росту стебла (20−25 кг/га д. р.), третє − напередодні колосіння (60−80 кг/га д. р.) [14]. 
За системою німецької фірми БАСФ перше підживлення пшениці озимої проводять у лютому − на початку березня (N80), друге − на початку видовження стебла (N20−30), третє − під час появи верхівкового листка (N60) [15].
В Англії фірма АДАС розробила дві системи удобрення пшениці озимої. За маловитратною системою азотні добрива вносять один раз на ранніх стадіях росту (прощупування другого вузла на стеблі), а за високовитратної − дози азотних добрив збільшують на 1/3. Основну ж їх кількість вносять у період появи першого вузла на стеблі. 
За системою МБА, створеною спеціалістами фірми БАСФ, як страховий захід проводять ранньовесняне підживлення дозою N60−90. Причому тим більшою дозою, чим густіший стеблостій і пізніший строк сівби. Друге підживлення проводять малими дозами, а третє − дозою N60 до початку появи колоса, оскільки у цей період відбувається активне засвоєння азоту.
Встановлено, що на ІІ і ІІІ етапі органогенезу  (фаза кущіння) нестача або надлишок азоту в живленні пшениці озимої, строки його внесення та метеорологічні умови можуть значно впливати на закладання й реалізацію потенціалу пагонів кущіння [10]. 
Інколи практики майже повністю відмовляються від внесення азотних добрив на провесні ґрунті. Проте після танення снігу і до початку відновлення вегетації пшениці озимої проходить більше місяця. У цей період змінюється напрямок руху ґрунтової води і настає період її дефіциту, що гальмує проникнення внесених азотних добрив у кореневмісний шар ґрунту. Напровесні, коли температура ґрунту буває низькою, а вологість високою, процеси амоніфікації та нітрифікації відбуваються повільно, тому у верхньому шарі ґрунту практично відсутній азот мінеральних сполук. Це може істотно впливати на ефективність строків внесення азотних добрив. Так, в умовах нестійкого зволоження Центрального Лісостепу кількаразове застосування азотних добрив під пшеницю озиму було ефективнішим, ніж одноразове, але в деякі роки спостерігалося зниження врожаю, особливо порівняно з одноразовим підживленням азотними добривами на провесні [16]. Іншими вченими було встановлено, що внесення N30 на провесні + N30+60 відповідно у фази кущіння та початок виходу в трубку ефективніше впливало на врожайність пшениці озимої та її якість [17]. 
У період формування і наливу зерна (ІХ–ХІІ етап органогенезу) умови азотного живлення й погода мають вирішальне значення на озерненість колоса та на крупність зерна, що врешті-решт визначає продуктивність пшениці озимої [18].
Дослідженнями [7, 9] було чітко показано необґрунтованість твердження деяких вчених про те, що пшениця озима після цвітіння взагалі не використовує азоту з ґрунту і їй для формування врожаю достатньо азоту, накопиченого раніше у вегетативних органах. Особливо це важливо для сучасних сортів. Вони здатні формувати більш високий урожай і для підвищення вмісту білка в зерні їм треба мати у складі біомаси більше азоту. Сучасні сорти пшениці озимої зазвичай низькорослі й мають менше відношення вегетативної маси до генеративної, ніж у довгостеблових, тому можливості накопичення азоту в них обмежені. Без достатнього рівня азотного живлення наприкінці вегетації вони не можуть сформувати високоякісного зерна навіть за максимально можливого накопичення його у вегетативних органах.
Отже, як видно з проведеного огляду літературних джерел, залежно від ґрунтово-кліматичних умов, попередників та сортів, існують досить суперечливі рекомендації щодо удобрення пшениці озимої азотними добривами у весняний період [19]. Напровесні після танення снігу або зовсім не рекомендують застосовувати азотні добрива, або вносити їх у дозі навіть 130 кг/га д. р. В рекомендаціях не звертається істотної уваги на строки внесення азотних добрив у весняний період, тоді як численні дослідження свідчать про істотний вплив їх на продуктивність пшениці озимої. 
1. Матеріали і методи досліджень
Дослідження проводилися на дослідному полі Уманського національного університету садівництва. Дослід закладали за схемою, наведеною в табл. 1. Ґрунт дослідних ділянок чорнозем опідзолений важкосуглинковий із вмістом гумусу в орному шарі 3,02 %, азоту легкогідролізованих сполук (за методом Корнфілда) 110 мг/кг, рухомих сполук фосфору та калію (за методом Чирикова) відповідно 90 та 80 мг/кг ґрунту. Клімат регіону помірно-континентальний з середньобагаторічною кількістю опадів 633 мм і температурою повітря 7,4 °С. 
Таблиця 1
Удобрення пшениці озимої у досліді
Варіант досліду	Основне удобрення	Фаза росту й розвитку рослин	
		Кущіння	Вихід у трубку	Початок колосіння	
Без добрив (контроль)	–	–	–	–	
P30K30 – фон	P30K30	–	–	–	
Фон + N30 + N30	P30K30	N30	N30	–	
Фон + N60	P30K30	N60	–	–	
Фон + N60 + N60	P30K30	N60	N60	–	
Фон + N60 + N60 + N30	P30K30	N60	N60	N30	

Дослідження проводили за загальноприйнятою методикою [20]. Технологія вирощування пшениці озимої загальноприйнята для Правобережного Лісостепу. Попередник пшениці озимої сорту Лазурна була соя. Фосфорні й калійні добрива у вигляді суперфосфату гранульованого та калію хлористого вносили під основний обробіток ґрунту. Підживлення пшениці озимої, згідно схеми досліду, проводили аміачною селітрою. Площа облікової ділянки – 25 м2, повторність досліду – триразова. Урожай збирали поділянково прямим комбайнуванням. Для оцінювання якості зерна пшениці озимої визначали вміст білка за ДСТУ 4117:2007, вміст клейковини – за ДСТУ ISO 21415–1:2009, масу 1000 зерен – за ДСТУ ISO 520:2015, натуру зерна – за ДСТУ 4233:2003. Математичну та статистичну обробку даних проводили, використовуючи пакет стандартних програм «Microsoft Exel 2010». Твердість зерна (near-infra-red (NIR)) та седиментацію за методом Зелені визначали за допомогою інфрачервоної спектроскопії на приладі Infratec 1241.
2. Результати та обговорення
У системі застосування азотних добрив під пшеницю озиму важливе значення мають не лише дози, а й строки їх внесення. Азотні підживлення – один з дієвих засобів керування формуванням посівів. Виходячи з цього, вивчали ефективність строків проведення азотних підживлень.
Результати багаторічних досліджень, проведених у нашій країні та за кордоном, свідчать, що ефективність весняного підживлення азотними добривами значною мірою зумовлена кількістю доступного для рослин азоту ґрунту. У цьому відношенні важливу роль відіграють діагностичні методи прогнозування доцільності проведення азотних підживлень і встановлення доз азотних добрив. Усі методи ґрунтової діагностики азотного живлення рослин, що нині застосовуються, зводяться до визначення вмісту азоту мінеральних сполук у ґрунті до початку сівби або на ранніх фазах їх росту й розвитку. При цьому істотне ускладнення для практичної діагностики має дуже швидка, порівняно з іншими елементами мінерального живлення рослин, зміна азотного режиму ґрунту в часі і в просторі (на певній площі або по профілю ґрунту). З мінеральних форм азоту найлабільніша – нітратна. Встановлена така послідовність дії чинників на вимивання нітратів: кількість опадів, випаровування вологи, температура – рослинність (вид і тривалість росту) – водопроникність ґрунту – запаси у ґрунті гумусу – біологічна активність ґрунту – внесення добрив (строки, способи, дози, форми) [21].
Навесні, особливо в роки з тривалою прохолодною погодою та під час ущільнення ґрунту, затримуються процеси нітрифікації. Вміст нітратів в орному шарі буває в 6–7 разів меншим, ніж це треба для нормального розвитку рослин [22]. Азотне голодування в період їх активного розвитку навесні й закладання репродуктивних органів призводить до зниження врожаю та якості зерна пшениці озимої. Отже, виходячи з цього, треба проводити страхове або стимулювальне внесення азотних добрив напровесні після танення снігу, що дасть змогу забезпечити оптимальне живлення рослини азотом у період відновлення вегетації. 
Встановлено, що ефективність азотних добрив під пшеницю озиму знаходиться в оберненій залежності від запасів азоту мінеральних сполук у кореневмісному шарі ґрунту. За даними багатьох досліджень, проведених у різних ґрунтово-кліматичних умовах, середній нормативний його запас напровесні в шарі ґрунту 0–60 см під пшеницею озимою становить 110–130 кг/га [23]. Збільшення запасів азоту мінеральних сполук у ґрунті понад зазначені величини не сприяло підвищенню врожайності пшениці, але дещо поліпшувало якість зерна.
У системі застосування азотних добрив під пшеницю озиму велике значення мають не лише дози, а й строки їх внесення. Азотні підживлення – є дієвим засобом керування формування продуктивності посіву [24].
Перше весняне підживлення азотними добривами у Правобережному Лісостепу можна проводити у в третій декаді лютого – першій декаді березня. Холодні затяжні весни у цьому регіоні (середньобагаторічні температури березня і квітня – відповідно 0,3 і 7,4 °С) пригнічують процес нітрифікації. Зимово-весняні опади можуть вимивати осінні запаси азоту нітратів з орного шару ґрунту. Усі ці чинники істотно впливають на вміст азоту мінеральних сполук у ґрунті під пшеницею озимою у період відновлення весняної вегетації.
Отримані дані свідчать, що вміст азоту мінеральних сполук під пшеницею озимою змінюється як упродовж вегетації, так і по профілю ґрунту, що зв’язано з погодними умовами весняного періоду (табл. 2).
Таблиця 2
Вміст (мг/кг) і запаси (кг/га) азоту мінеральних сполук 
(N–NO3 + N–NH4) у ґрунті під пшеницею озимою у фазу кущіння
Рік проведення досліду	Шар ґрунту, см	Запаси азоту мінеральних сполук у шарі ґрунту 0–60 см	
	0–20	20–40	40–60	60–80	80–100		
2018	8,7	7,0	6,7	6,5	6,1	  58,2	
2019	13,8	13,5	13,4	12,7	10,3	105,5	
2020 	11,5	11,4	10,2	9,3	7,4	   86,1	
Середній за три роки	11,4	10,7	10,1	9,5	7,9	   83,8	

За холодної і дощової погоди березня 2018 року відновлення вегетації пшениці озимої затрималося до 4 квітня, що на 16 діб пізніше середніх багаторічних строків. Через швидкий перехід від холодів і снігопадів у березні до високих температур повітря у квітні, умови для укорінення та весняного кущіння пшениці озимої, були малосприятливі. Тож холодні погодні умови березня та посушливі квітня не сприяли оптимальній діяльності нітрифікувальних бактерій, тому і вміст азоту мінеральних сполук у верхньому шарі ґрунту 0–20 см був нижчим, порівняно з 2019 роком. 
Стосовно розподілення азоту мінеральних сполук по профілю ґрунту, то його накопичення спостерігалось переважно в шарі ґрунту 0–20 см і частково в шарі 20–40 см. Вниз по профілю ґрунту його вміст знижувався, що свідчило про відсутність глибокого вимивання нітратів, накопичених у ґрунті з осені, оскільки в усі роки досліджень осінньо-зимовий період характеризувався меншою кількістю опадів та більш рівномірним їх розподілом, порівняно з середньобагаторічними значеннями. 
Встановлено, що вміст азоту мінеральних сполук у шарі ґрунту 0–60 см у середньому за три роки досліджень не перевищував 100 кг/га. Такий показник його вмісту можна характеризувати як низький. Особливо було мало потенційно доступного азоту в шарі ґрунту 0–20 см (16–34 кг/га), де розміщена основна маса кореневої системи пшениці озимої. Треба зазначити, що у ґрунті в цей період переважає низхідний потік води, який збіднює верхні його шари на найдоступніший для рослин нітратний азот.
Внесення азотних добрив у фазу початку виходу рослин пшениці озимої у трубку істотно змінювало вміст і розподіл азоту мінеральних сполук по профілю ґрунту (табл. 3). 
Таблиця 3
Вплив різних доз і строків застосування азотних добрив на вміст азоту мінеральних сполук (N–NO3 + N–NH4) у ґрунті у фазу трубкування пшениці озимої, мг/кг 
Варіант досліду	Шар ґрунту, см	0–60	
	0–20	20–40	40–60		
2018 рік		
РК – фон	6,2	5,5	4,6	16,3	
Фон + N30 + N30	18,3	15,5	14,7	48,5	
Фон + N60	14,6	13,6	12,7	40,9	
Фон + N60 + N60	44,1	22,5	13,7	80,3	
НІР05	  1,0	  0,7	  0,6		
2019 рік		
РК – фон	12,3	11,5	10,5	34,3	
Фон + N30 + N30	27,8	18,6	12,2	58,6	
Фон + N60	21,2	16,4	13,4	51,0	
Фон + N60 + N60	47,6	36,4	14,2	98,2	
НІР05	  1,4	  1,0	  0,6		
2020 рік		
РК – фон	12,9	12,1	10,6	35,6	
Фон + N30 + N30	20,3	21,4	13,6	55,3	
Фон + N60	13,2	18,4	14,9	46,5	
Фон + N60 + N60	42,1	46,0	16,3	104,4	
НІР05	  1,1	  1,2	  0,7	–	

При цьому його вміст збільшувався як у шарі ґрунту 0–20, так і в 20–60 см. Це сприяло підвищенню доступності азоту пшениці озимій внаслідок кращого зволоження цих шарів ґрунту і поліпшенню позиційної доступності його кореневим системам.
Встановлено, що оптимальний рівень живлення пшениці озимої азотом створюється за умови другого підживлення азотними добривами дозою 30–60 кг/га залежно від вмісту азоту мінеральних сполук у шарі ґрунту 0–60 см. 
Одним з основних показників, що впливають на величину врожаю пшениці озимої є кущистість, за допомогою якої відновлюється густота стеблостою. Густота продуктивного стеблостою є важливим чинником, який визначає величину врожаю. Встановлено, що ранньовесняне підживлення пришвидшувало відростанню пшениці озимої після перезимівлі, особливо за посушливих і прохолодних умов весняного періоду 2019 року. У цей період процеси нітрифікації в ґрунті пригнічені, рослинам не вистачає азоту і вони розвиваються повільніше. Крім того, у тканинах мало азотних сполук, внаслідок чого за сприятливих умов у період утворення зерна буває недостатньо азоту для накопичення необхідної кількості білка й клейковини. Це пояснюється тим, що синтез білка відбувається переважно (на 70–80 %) завдяки азоту, накопиченого в рослинах до початку колосіння. Ранньовесняні підживлення азотними добривами активують проходження біохімічних процесів у рослинах, що в свою чергу прискорює процеси кущіння, розвиток колоса і наливання зерна. Більш пізні підживлення пшениці озимої гальмують процес кущіння, внаслідок чого утворюються стебла з неповноцінними колосками або зовсім без них.
Залежно від погодних умов, доз та строків весняного підживлення врожайність зерна пшениці озимої в досліді змінювалася від 3,63 до 6,54 т/га (табл. 4).
У 2020 році кількість опадів за березень–червень була більшою відповідно на 20 та 72 мм, ніж у 2018 та 2019 роках, проте врожайність пшениці озимої була нижчою. Це можна пояснити несприятливими погодними умовами для одержання повноцінних сходів в осінній період вегетації та прохолодною, з частими приморозками погодою в квітні, посушливою весною, коли рослини відчували нестачу вологи і відповідно достатнього азотного живлення. Прохолодний і дощовий травень сприяв розвитку хвороб. Всі ці чинники не сприяли реалізації генетичного потенціалу сорту. Тому в цьому самому році був вирощений найнижчий урожай за період проведення досліджень.
Таблиця 4 
Урожайність та окупність зерна пшениці озимої залежно від доз 
і строків застосування азотних добрив
Варіант досліду	Урожайність, т/га	Середня за три роки	Окупність приростом урожаю, кг	
	2018 р.	2019 р.	2020 р.		1 кг NРК	1 кг N	
Без добрив (контроль)	3,91	4,24	3,63	3,93	–	–	
P30K30 – фон	4,54	4,84	4,18	4,52	9,8	–	
Фон + N30 + N30	5,15	5,44	4,85	5,15	10,1	10,4	
Фон + N60	5,28	5,73	4,97	5,33	11,6	13,4	
Фон + N60 + N60	6,02	6,49	5,55	6,02	11,6	12,5	
Фон + N60 + N60 + N30	6,02	6,54	5,57	6,04	10,1	10,2	
Середнє по досліду	5,15	5,55	4,79	5,16	–	–	
НІР05	0,42	0,54	0,31	–	–	–	

У середньому по досліду в 2020 році врожайність зерна становила 4,79 т/га, що на 7–14 % менше, ніж в інші роки досліджень. В усі роки досліджень від добрив одержано достовірний приріст врожаю. 
Стосовно строків застосування азотних добрив, то спостерігались лише тенденції до збільшення приростів у варіантах досліду з одноразовим внесенням азотних добрив, порівняно з роздрібним (N30 + N30). Додаткове внесення азотних добрив у підживлення у фазу колосіння рослин не сприяло істотному підвищенню врожайності.
В середньому за роки досліджень на удобрених ділянках урожайність збільшувалась на 15–54 % залежно від доз і строків внесення добрив.
У роки проведення досліджень окупність 1 кг NРК приростом урожаю варіювала від 9,8 до 11,6 кг залежно від варіанту досліду і найвищою була у варіанті Фон + N60. Дворазове підживлення пшениці озимої (варіант досліду Фон + N60 + N60) не сприяло збільшенню окупності 1 кг NРК. Окупність 1 кг азотних добрив приростами врожаю також найвищою була у варіанті досліду Фон + N60.
На чорноземних ґрунтах Правобережного Лісостепу зазвичай вдається вирощувати високі врожаї зерна пшениці озимої, але не завжди високої якості. Неминуча строкатість якості зерна викликає необхідність пошуку шляхів впливу на його технологічні показники [25, 26]. 
Серед широко відомих прийомів підвищення якості зерна завдяки зміні азотного живлення особливе місце займає азотне підживлення. Це складний енергоємний технологічний прийом, позитивна дія якого виявляється лише за певних погодних умов і фізіологічного стану рослин [27]. Суперечливі дані про вплив підживлення на складові врожаю і його якість можна пояснити насамперед строками його проведення, а також станом рослин у цей період.
Дослідженнями встановлено [28], що внесення азотних добрив у підживлення в період колосіння є найбільш дієвим чинником впливу на масу 1000 зерен. Існує також думка [29], що маса 1000 зерен збільшується лише за внесення азотних добрив дозою, що перевищує 60 кг/га д. р. азотних добрив.
Проведені дослідження показали, що на масу 1000 зерен пшениці озимої впливали як кількість опадів, так і характер їх розподілу в період вегетації, тому спостерігалась строкатість цього показника за роками досліджень. У варіантах досліду з високими дозами добрив отримано достовірне збільшення маси 1000 зерен пшениці озимої під впливом азотних підживлень. Спостерігалась тенденція до збільшення цього показника залежно від доз азотних добрив, проте істотної різниці між варіантами досліду не спостерігалось (табл. 5). Це можна пояснити тим, що на ділянках, де вносились азотні добрива, вища врожайність зерна була сформована завдяки густоті стеблостою та озерненості колоса, а посушливі умови у період наливу зерна не сприяли формуванню вищої їх маси. Достовірність апроксимації між масою 1000 зерен і врожайністю варіювала за роками досліджень від R2 = 0,72 у 2020 році до 0,96 і 0,98 відповідно у 2018 та 2019 рр. 

Таблиця 5
Вплив підживлення на фізичні показники зерна пшениці озимої,
2018–2020 рр.
Варіант досліду	Маса 1000 зерен, г	Натура зерна, г/л	Твердість зерна (NIR), од. п.	
Без добрив (контроль)	37,5	764	47,0	
P30K30 – фон	38,4	769	49,7	
Фон + N30 + N30	39,7	773	53,2	
Фон + N60	39,3	770	52,4	
Фон + N60 + N60	41,1	782	59,7	
Фон + N60 + N60 + N30	40,6	780	60,3	
Середня по досліду 	39,4	773	53,7	
НІР05	2,2–3,0	36–44	2,9–4,0	

Натуру зерна розглядають як ознаку, що характеризує його борошномельні властивості. Зерно з високою натурою має потенційно більший вихід борошна [29].
Як показали дослідження (табл. 5), така фізична властивість зерна, як натура, мало змінюється під впливом підживлення. Її показники, залежно від варіанту удобрення, варіювали від 764 до 782 г/л і згідно ДСТУ 3768 [30] за цим показником зерно відповідало 1 класу якості. 
Існує думка [31], що в інтервалі зміни показника маси 1000 зерен пшениці озимої від 15 до 40 г простежується тісний зв’язок з натурою зерна. Збільшення маси 1000 зерен від 40 до 60 г практично не впливає на натуру. В роки досліджень (рис. 1) маса 1000 зерен варіювала в інтервалі 35,1–45,7 г, а достовірність апроксимації з його натурою була високою (R2 = 0,91).

Рис.1 Кореляційний зв’язок між натурою та масою 1000 зерен пшениці озимої, 2018–2020 рр.
Вміст білка, величина помелу, вихід і технологічна якість борошна, водопоглинальна спроможність, вихід хліба та його якість тісно зв’язані з твердістю зерна пшениці озимої. Тому показник твердості в деяких країнах ретельно контролюється. Наприклад, пшениці Канади згідно з індексом твердості зерна (PSl-particle size index) за категоріями технологічного використання, поділяються на вісім груп [32]. Зерно м’якозерних пшениць з PSl в межах 65–75 використовується для виробництва кондитерських виробів і деяких видів локшини. Зерно з показником PSl 50–60 – для виготовлення формового та подового хліба, французьких багетів, крекерів. Зерно з високою твердістю – 35–45 є сировиною для виготовлення макаронних виробів. В Україні цей показник нині не регламентується. 
З відомих методів вимірювання твердості зерна широко використовуються два: визначення індексу розміру часточок (particle size index, PSI) за часткою виходу борошна, просіяного через сита певного розміру, та застосування інфрачервоної спектроскопії у близькому діапазоні випромінювань (near infrared spectroscopy, NIRS). Згідно з індексом NIRS також широко використовується Single Kernel Characterization System 4100 (SKCS) (Perten Instruments North America Inc., США) [33].
За роки проведення досліджень індекс твердості зерна (NIR) варіював залежно від варіанту удобрення пшениці озимої і погодних умов від 39,5 до 73,5 од. п. В середньому за 2018–2020 рр. на ділянках, де добрив не вносили, та за внесення азотних добрив дозою 60 кг/га д. р. як одноразово, так і роздрібно твердість зерна становила 47,0–53,2 од. п., що відповідає м’якозерному типу. За їх внесення сумарною дозою 120–150 кг/га д. р. зерно відповідало середньотвердозерному типу. 
Від твердості зерна залежать не лише борошномельні, а й хлібопекарські характеристики борошна пшениці. Дослідженнями встановлено залежність між твердістю зерна та індексом седиментації борошна пшениці озимої (табл. 8). Між цими показниками існує середньої сили зв’язок за шкалою Чеддока (r = 0,6).
Майже все зерно пшениці використовується для харчування людей продуктами, які виготовляються з борошна. Поряд із сортовими відмінностями ґрунтово-кліматичні умови вирощування значно впливають на якість борошна, інколи навіть більше ніж внутрішні чинники розвитку рослин. Серед них найістотніше значення має рівень мінерального живлення рослин. Вирощування зерна пшениці високої якості перш за все тісно пов’язано з рівнем азотного живлення [8, 10, 12, 15].
Наприкінці вегетації пшениця озима росте та формує врожай завдяки азоту, що був засвоєний і накопичений у біомасі. Його зазвичай вистачає для підтримання активного фотосинтезу й утворення вуглеводів, але недостатньо для формування високоякісного зерна. Тому воно формується борошнистим, з низьким вмістом білка і клейковини, особливо в роки з недостатнім рівнем азотного живлення в попередні фази розвитку рослин [4].
Вміст білка – один з основних показників якості зерна пшениці озимої. Він залежить від типу та різновидності пшениці, але зазвичай від умов зовнішнього природного середовища у період достигання пшениці [34, 35]. Вміст білка також визначає напрями технологічного використання пшениці. Наприклад, зерно із вмістом білка 8–10 % йде для виготовлення кондитерських виробів, 10–14 % – хліба і хлібобулочних виробів. Зерно з вмістом білка 15–18 % – відмінна сировина для виробництва сухої клейковини, яка використовується як добавка для поліпшення борошна з низькими показниками хлібопекарської якості.
Як показали дослідження, проведення підживлень пшениці озимої азотними добривами у середньому за три роки сприяло підвищенню вмісту білка в зерні з 11,7 до 13,6 % (табл. 6). 
Таблиця 6
Вплив азотних підживлень на вміст білка (%) в зерні пшениці озимої та його умовний збір (кг/га)
Варіант досліду	Білок, %	Умовний збір
білка, кг/га	
Без добрив (контроль)	11,1	375	
P30K30 – фон	11,2	435	
Фон + N30 + N30	11,7	519	
Фон + N60	11,7	536	
Фон + N60 + N60	13,1	676	
Фон + N60 + N60 + N30	13,6	706	
В середньому по досліду	12,1	541	
НІР05	0,4–0,6	–	

Удобрення сприяло збільшенню умовного збору білка з площі посіву на 16–88 % залежно від варіанту досліду. 
Серед багатьох показників, які характеризують хлібопекарські властивості пшеничного борошна, важливе значення має вміст у ньому клейковини. Відомо, що клейковина пшениці складається з двох структурних білків, які окремо один від одного її не утворюють: спирторозчинних – гліадинів та лужнорозчинних глютелінів. Поміж цими фракціями білків існує міцний фізико-хімічний зв’язок, що зумовлює їхню певну сталість. Зсув цього відношення під впливом біотичних чи абіотичних чинників або під зовнішньою чи внутрішньою хімічними діями, змінює і фізико-хімічні властивості клейковини. Так, зі зростанням вмісту гліадинів збільшується розтягування клейковини, а з підвищенням фракції глютелінів – клейковина дедалі більше переходить до малозв’язаного стану, формується короткою, рветься. Отже, клейковина у зерні, а відтак і борошні, здатна набувати різної механічної міцності, що й визначає її фізичні властивості [36]. Тобто, у тісті вона є не лише основним чинником білкових речовин, але і водночас сприяє газоутримувальній здатності тіста й дріжджів, без яких неможливо одержати добре розпушений, з високим об’ємом, рівномірно шпаруватим м’якушем хліб. 
Встановлено, що в роки досліджень вміст клейковини в зерні сорту Лазурна був невисоким (табл. 7). 
Таблиця 7
Вплив різних доз і строків застосування азотних підживлень на показники якості клейковини пшениці озимої, 2018–2020 рр.
Варіант досліду	Вміст сирої клейковини, %	Гідратаційна здатність клейковини, %	ІДК, од. п	Розтяжність, 
см	Колір 
клейковини	Запах	
Без добрив (контроль)	23,1	274	96	15	бежевий	борошнистий	
P30K30 – фон	23,3	274	91	15			
Фон + N30 + N30	24,8	275	94	16			
Фон + N60	24,9	274	95	17			
Фон + N60 + N60	28,2	276	100	18			
Фон + N60 + N60 + N30	29,3	276	105	19			

На ділянках досліду, де добрив не вносили, фосфорно-калійному тлі та застосування на ньому азотних підживлень дозами N30+30 і N60 вміст клейковини у зерні відповідав стандарту ІІ класу якості. У решті дослідних варіантів – І-му класу. Встановлено, що гідратаційна здатність клейковини не залежала від рівня застосування добрив.
Якість клейковини оцінюють за її кольором, розтяжністю, еластичністю, пружністю, розпливанням кульки у часі [37]. Погодні умови у роки проведення досліджень суттєво впливали на показник пружності. Дози і строки внесення добрив, що застосовувались у досліді, дещо змінювали показники ІДК, які варіювали у межах 91–105 од. За цим показником практично в усіх варіантах (крім варіанту Фон + N60 + N60 + N30) клейковина відносилась до ІІ групи якості і характеризувалась як задовільна слабка, а за розтяжністю – середньою (15–19 см).
Органолептичні показники якості клейковини більше залежали від погодних умов року, а ніж від внесення різних доз азотних добрив і строків їх внесення. Еластичність клейковини була хорошою, колір – бежевим, запах у всіх варіантах досліду – борошнистим. 
Якість борошна характеризували лише групою показників, що закладені в самому пшеничному зерні і є результатом змін, які виникають у ньому в період росту й розвитку пшениці озимої залежно від удобрення та погодних умов. Хлібопекарські якості борошна із зерна пшениці озимої можна оцінювати за показником седиментації, який введений до показників стандарту його якості в багатьох країнах. Вважається, що пшениця з показником седиментації вище 60 мл дуже сильна, а з 40–60 мл – сильна. Середня пшениця з показником 20–40 мл може бути використана для випікання хліба лише за добавляння сильного борошна. За показника менше 20 мл борошно вважається слабким і використовується в кондитерській промисловості [38].
Дослідженнями встановлено, що в середньому за три роки за показником седиментації сила борошна у варіанті досліду Фон + N60 + N60 + N30  була сильною, в решті варіантів досліду – середньою (табл. 8).
Таблиця 8
Вплив різних доз і строків застосування азотних підживлень на показник седиментації, вміст крохмалю та вихід його із зерна пшениці озимої, 
2018–2019 рр.
Варіант досліду	Седиментація за методом Зелені, мл	Вміст крохмалю, %	Вихід крохмалю, т/га	
Без добрив (контроль)	23,2	60,8	2,39	
P30K30 – фон	25,0	60,0	2,71	
Фон + N30 + N30	28,1	59,6	3,07	
Фон + N60	27,7	59,8	3,19	
Фон + N60 + N60	36,7	57,8	3,48	
Фон + N60 + N60 + N30	42,2	57,2	3,45	
Середній по досліду	23,2	59,2	3,05	

Виявлено дуже сильну кореляційну залежність (r = 0,96) між вмістом білка і показником седиментації, яка описується рівнянням регресії 
y = 7,612 x – 61,35, 
де х – вміст білка; 
у – показник седиментації.
Важливою складовою ендосперму зернівки пшениці, що істотно впливає на хлібопекарські властивості борошна, і на яку найменше звертають увагу – це високополімерний полісахарид крохмаль. Він добре зв’язує надлишкову вологу, що під час випікання упереджує утворення глевкого м’якушу. Вміст і фізико-хімічні властивості крохмалю, що формується відповідно до різних умов вирощування, сортових особливостей по-різному впливають на фізичні та хлібопекарські властивості тіста. Також крохмаль впливає на якість хліба та сприяє утворенню рум’яному кольору хлібної скоринки [36]. Його вміст у зерні пшениці озимої залежить від біологічних особливостей сорту, погодних умов і технології вирощування [24]. 
Дослідженнями встановлено, що поліпшення азотного живлення пшениці озимої знижувало вміст крохмалю в зерні (табл. 8). В середньому по досліді його вміст становив 59,2 %. На ділянках, де добрива не вносили, вміст крохмалю  у зерні пшениці озимої сорту Лазурна становив 60,8 % і знижувався до 57,2 % у варіанті досліду з посиленим азотним живленням (Фон + N60 + N60 + N30).
Встановлено, що рослина краще накопичує в зерні вуглеводи, обмежуючись лише мінімумом вмісту білка (8–12 %), оскільки під час розщеплення вони дають стільки ж енергії, як і вуглеводи, але на їх синтез витрачається у 3–4 рази більше енергії, ніж на синтез вуглеводів. Тому існує обернена залежність між синтезом білка і синтезом вуглеводів [24, 31, 32, 34].
З’ясовано, що вміст крохмалю в зерні пшениці озимої м’якої сорту Лазурна залежить від вмісту білка. Між цими показниками існує обернена дуже сильна кореляційна залежність (r = –0,95), яка описується таким рівнянням регресії: 
y = –1,29x + 74,76,
де х – вміст білка, %, у – вміст крохмалю, %. 
Результати регресійного аналізу вказують про високу ступінь апроксимації цього показника (R2 = 0,90).
Вихід крохмалю з одиниці площі посіву пшениці озимої найбільше залежав від урожайності зерна. У середньому по досліді у більш сприятливому за погодними умовами 2019 році для формування врожаю він збільшився на 258 кг/га. Кращі показники при цьому забезпечували варіанти досліду з роздрібним застосування азотних добрив загальними дозами 120 і 150 кг/га д. р. і становили відповідно 3,74 і 3,75 т/га. 
Висновки
Погодні умови вегетаційного періоду пшениці озимої, особливо під час формування зерна, істотно впливають на показники його якості. Урожайність зерна пшениці озимої більше залежить від доз мінеральних добрив, ніж від строків їх застосування. Найвищою на достовірному рівні вона формується за внесення P30K30 під основний обробіток ґрунту та N60 + N60 в підживлення. Окупність 1 кг NРК мінеральних добрив приростом урожаю зерна змінюється залежно від удобрення і зменшується зі збільшенням доз мінеральних добрив. 
Достовірне збільшення маси 1000 зерен під впливом азотних підживлень спостерігалось лише порівняно з варіантом досліду, де добрив не вносили. Тіснота зв’язку за коефіцієнтом кореляції між масою 1000 зерен і врожайністю варіювала за роками досліджень від R2 = 0,72 у 2020 році до 0,96 і 0,98 відповідно у 2018 та 2019 рр.
Не виявлено істотного впливу доз і строків застосування азотних добрив на показник натури зерна. Встановлено тісний зв’язок за коефіцієнтом кореляції та високу достовірність апроксимації (R2 = 0,91) між масою 1000 зерен і натурою зерна. Виявлено також високий рівень достовірності апроксимації (R2 = 0,86) вмісту білка та інтенсифікації удобрення. 
Найвищий вміст клейковини у зерні пшениці озимої був у варіантах Фон + N60 + N60 + N30  та Фон + N60 + N60 і відповідав стандарту 1 класу якості, проте характеризувався нестабільністю за роками досліджень. Добрива, що вносились у досліді суттєво не змінювали ІДК і за цим показником клейковина була задовільно слабка. Під впливом удобрення органолептичні показники практично не змінювались. 
За показником седиментації у варіанті досліду Фон + N60 + N60 + N30  сила борошна була сильною. Між вмістом білка та показником седиментації встановлено дуже сильну кореляційну залежність (R = 0,96). 
Вміст крохмалю в зерні зменшувався з поліпшенням азотного живлення пшениці озимої. Між вмістом білка і крохмалю в зерні встановлено обернену сильну кореляційну залежність ( R= –0,95).

АНОТАЦІЯ
Висвітлено результати досліджень впливу застосування  різних доз та строків застосування азотних добрив на врожайність, фізичні та технологічні показники якості зерна пшениці м’якої озимої в умовах Правобережного Лісостепу України. Незважаючи на значну кількість наукових досліджень, система удобрення пшениці озимої потребує уточнення, оскільки результати досліджень, отримані в різних ґрунтово-кліматичних зонах, часто мають суперечливий характер, а в роки з посушливими умовами вплив добрив на формування продуктивності культури різко знижується, а приріст нівелюється. Тому є необхідність корегування дози мінеральних добрив залежно від запасів продуктивної вологи у ґрунті. Мета досліджень – вивчення зміни урожайності та технологічних властивостей зерна пшениці озимої під впливом погодних умов та азотних підживлень на чорноземі опідзоленому Правобережного Лісостепу.
З’ясовано, що завдяки азотним підживленням врожайність зерна підвищується на 14–54 %. Не виявлено істотного впливу доз і строків застосування азотних добрив на показник натури зерна. Достовірність апроксимації  між масою 1000 зерен і натурою зерна була високою (R2 = 0,91). Істотні прирости вмісту білка і клейковини одержано у варіантах досліду N60 + N60 та N60 + N60+ N30. Виявлено дуже сильну кореляційну залежність (R = 0,96) між вмістом білка та показником седиментації. Вміст крохмалю мав тенденцію до зниження зі збільшенням доз добрив. Встановлено зворотну кореляційну залежність (R = –0,95) між вмістом білка і крохмалю. 
Дослідження потрібно продовжити з метою більш детального визначення впливу взаємодії погодних умов і рівня азотного живлення пшениці озимої у підзоні нестійкого зволоження на формування хлібопекарських властивостей зерна та якості випеченого хліба.

Список літератури

1.	 Лупенко Ю. О., Месель-Веселяк В. Я. Стратегічні напрями розвитку сільського господарства України на період 2020 року. Київ : ННЦ ІАЕ, 2012. 182 с. 
2.	 Карабач К. С. Урожайність та показники якості пшениці озимої залежно від систем основного обробітку ґрунту та удобрення. Ґрунтознавство та агрохімія. 2019. Т. 10. №3. С. 43–48.  doi.org10.31548/agr2019.03.042
3.	 Вплив мінеральних добрив на врожайність та якість зерна пшениці озимої в роки з різною вологозабезпеченістю ґрунту / В. Ф. Голубченко, М. В. Лісовий, Е. В. Куліджанов та ін. Передгірне та гірське землеробство і тваринництво. 2015. Вип. 58 (1). С. 51–55.
4.	Нетіс І. Т.  Пшениця озима на півдні України : монографія. Херсон : Олді-плюс, 2011. 460 с.
5.	Станчева Й. Атлас болезней сельскохозяйственных культур. Т. 3. Болезни полевых культур. София-Москва: Пенсофт, 2003. 175 с.
6.	 Порівняльна ефективність осіннього та весняного внесення аміачної селітри під різні сорти озимої пшениці м’якої / Ткачук С .О., Фурман В. М., Кучерова А. В. та ін. Вісник Національного університету водного господарства та природокористування. Серія «Сільськогосподарські науки». 2011. Вип. 3 (55). С. 60–65.
7.	 Куперман Ф. М. Біологічні особливості розвитку, росту й органогенезу пшениці. Озима пшениця. Київ : Урожай, 1969. С. 41–60. 
8.	 Жемела Г. П., Писаренко П. В. Удосконалення технології вирощування екологічно чистого і якісного зерна озимої пшениці. Зб. наук. пр. Уманського держ. агр. ун-ту. Спец. випуск «Біологічні науки і проблеми рослинництва». Умань : УНУС, 2003. С. 702–707.
9.	 Лихочвор В. В. Рослинництво. Сучасні інтенсивні технології вирощування основних польових культур. Львів : НВФ «Українські технології», 2006. 730 с.
10.	Житин Ю. И., Пешков Л. В. Азотное питание озимой пшеницы. Химия в сельском хозяйстве. 1990. №2. С. 69–71. 
11.	Davis J. G.,  Westfall D. G. Fertilizing winter wheat. Crop Series. Colorado State University, 2014. Режим доступу:  http: www.ext.colostate.edu. 
12.	Господаренко Г. М., Черно О. Д., Бойко В. П., Стасінєвич О. Ю. Вплив доз і співвідношень добрив на якість зерна пшениці озимої. Вісник Уманського НУС. 2018. №2. С.76–80. DOI 10.31395/2310-0478-2018-21-76-79
13.	Bodson B.,  Falisse A., Guiot J. Reduction of soil nitrogen residues following winter cereal crops by optimal application of nitrogen fertilizer. Material international symposium «Nitrates – agriculture – eau», (Paris-La Défence, 7–8 Nowember 1990).  Paris-La Défence, France. 1990. P. 455–460. 
14.	Guidelines on nitrogen management in agricultural systems. IAEA, VIENNA, 2008. 237 p.
15.	Господаренко Г. М. Удобрення озимої пшениці. Агробізнес сьогодні. 2010. №19–20 (195). С. 20–24.
16.	Система удобрення за інтенсивною технологією вирощування культур в умовах Східного і Центрального Лісостепу УРСР / Бука А. Я., Дуда Г. Г., Дружченко А. В. та ін. Удобрення польових культур при інтенсивних технологіях вирощування. Київ : Урожай, 1990. С. 86–103.
17.	Асиміляційна діяльність посівів озимої пшениці залежно від строків сівби та азотного живлення / А. Д. Гирка, О. І. Желязков, О. О. Педаш, О. В. Бойко. Бюлетень Інституту сільського господарства Степової зони НААНУ. 2010. №39. С. 19–22.
18.	Privileging late N dressing on winter wheat increases recovery and efficiency (yield and quality) of fertilizer N results of 3 years field experiments using stable N15 / N. Boulelouah, J. P. Destain, A. Falisse et al. Material 14th World Fertilizer congress of the International Scientific Centre of Fertilizer «Fertilizers and Fertilization: Stewardship for Food Security, Food 145 Quality, Environtment and Nature Conservation», (Chiang Mai, 22–27 January 2006). Chiang Mai, Tailand. 2006. P. 299–307.
19.	Фізіологія рослин / М. М. Макрушин, Є. М. Макрушина, Н. В. Петерсон, М. М. Мельников; за ред. М. М. Макрушина. Вінниця : Нова Книга, 2006. 416 с.
20.	 Методика польового досліду (Зрошуване землеробство) : В. О. Ушкаренко, Р. А. Вожегова, С. П. Голобородько, С. В. Коковіхін. Херсон : Грінь ДС, 2014. 448 с.
21.	 Bufe Ju. Dungung und Umweltschutz. Akademie der Landwirtschafts wissenschaften der DDR. 1986. Bd. 24. 115. S. 1–31.
22.	Колос М. О. Дослідження азотного режиму та гумусного стану чорноземів звичайних залежно від технологій обробітку ґрунту. Scientific Journal «ScienceRise». 2017. № 12 (41). С. 26–29. DOI: 10.15587/2313-8416.2017.118803
23.	Особливості догляду за посівами озимої пшениці у весняний період / М. К. Глущенко та ін. Зб. наук. пр. Подільського державного аграрно-технічного університету. 2014. № 22. С. 92–97.
24.	Урожайність та хлібопекарські властивості зерна пшениці озимої при різних дозах і строках застосування азотних добрив / Г. М. Господаренко, О. Д. Черно, В. В. Любич та ін. Вісник Полтавської ДАА. 2020. № 3. С. 21–31. https://doi.org/10.31210/visnyk2020.03.02
25.	Hospodarenko H., Cherno O., Prokopchuk I., Serdyuk M. (2019) Technological Properties of Winter Wheat Grain Depending on the Ecological and Geographical Origin of a Variety and Weather Conditions. In: Nadykto V. (eds) Modern Development Paths of Agricultural Production. Springer, Cham рр. 699–705. DOI https://doi.org/10.1007/978-3-030-14918-5_68.
26.	 Худолій  Л. В. Урожайність та якість зерна пшениці озимої залежно від технології вирощування. Зб. наук. пр. НУБіП. 2012. Вип. 14. С. 379–383.
27.	Черно О. Д. Фізичні та біохімічні показники якості зерна пшениці озимої за тривалого удобрення. Землеробство. Вип. 1. 2015. С. 98–102.
28.	Господаренко Г. М., Черно О. Д. Якість зерна пшениці озимої за тривалого застосування добрив у польовій сівозміні. Вісник Уманського національного університету садівництва. 2016. №1. С. 11–15.
29.	Жемела Г. П., Шакалій С. М. Вплив мінерального живлення на елементи продуктивності та якість зерна пшениці озимої. Вісник Полтавської державної аграрної академії. 2012. № 4. С. 14–16.
30.	 Національний стандарт України. Пшениця. Технічні умови ДСТУ 3768:2010. Видання офіційне. Київ: Держспоживстандарт України 2010. Чинний від 1.04. 2010 року.
31.	Квасніцька Л. С. Формування показників якості зерна пшениці озимої в польових сівозмінах Поділля. Вісник Житомирського національного-агроекологічного університету. 2012. №1 (30). Т. 1. С. 149–156.
32.	Рибалка О. І. Якість пшениці та її поліпшення. Одеса. 2011. 496 с.
33.	Методологія оцінки твердості зерна у пшениці м’якої озимої. / А. В. Ярош, В. К. Рябчун, О. Ю. Леонов та ін. Генетичні ресурси рослин. 2014. № 15. С. 120–131.  
34.	Центило Л. В. Формування якості зерна пшениці озимої залежно від системи удобрення і обробітку ґрунту. Миронівський вісник. 2019. № 8. С. 152–162.
35.	Дзвонар А. М. Вплив погодних умов року та сортових особливостей на споживання азоту та формування якості зерна пшениці озимої. Вісник аграрної науки Причорномор’я. 2020. Вип. 3. С. 87–95 DOI: 10.31521/2313-092Х/2020-3(107).
36.	Турченюк, Л. О., Шевченко O. І.,  Шовгун О. О. Хлібопекарські властивості борошна і роль зовнішнього температурного чинника в їхній оцінці. Сортовивчення та охорона прав на сорти рослин. 2006. № 3. С. 22–33.  
37.	Черно О. Д., Рябовол Я. С. Вплив тривалого застосування добрив на окремі технологічні показники якості зерна пшениці м’якої  озимої. Вісник Сумського національного аграрного університету. Серія «Агрономія і біологія», 2016. Вип. 2 (31). С. 96–99.
38.	Пшеница. Под ред. Л. А. Животкова. Киев : Колос, 1989. 320 с.