Photo © Dr. Oleksii Orlov

Соняшник англійською - sunflower [санфлавер], що означає квітка сонця або сонячна квітка! На фото - поле з квітучим соняшником

 

Соняшники дуже ефектні квіти, тому багато відомих художників зображували їх на своїх картинах, найбільш відома картина - "Соняшники Ван Гога"

Як можна описати соняшник? Соняшник можна описати як і словами, а так і зобразити на картині. І це робили люди з найдавніших часів – малюнки соняшника писали навіть індіанці у Північній Америці! Багато картин зі соняшниками увійшли в історію світового мистецтва, як це дуже відоме полотно - "Соняшники Моне"

 

Також соняшник увійшов в світову історію як "квітка свободи і перемоги", що  означає схід Українського сонця

 

Наукова класифікація соняшнику:

• Домен: Еукаріоти

• Царство: Рослини

• Відділ: Квіткові

• Клас: Дводольні

• Надпорядок: Asteranae

• Порядок: Айстроцвітні

• Сімейство: Айстрові

• Вид: соняшник однорічний (Heliánthus ánnuus)

 

 

Сучасна агрономічна класифікація соняшнику (який буває соняшник):

• Гібриди соняшника F1 (найпоширеніші в сільському господарстві)

• Сорти соняшнику

• Декоративний соняшник

• Олійний соняшник (найпоширеніший у сільському господарстві)

• Кондитерський соняшник

• Звичайний соняшник (не стійкий до гербіцидів)

• Clearfield (стійкий до гербіциду Клеарфілд) соняшник

• Clearfield Plus (стійкий до гербіциду Клеарфілд плюс) соняшник

• ExpressSun (стійкий до гербіциду Експрес) соняшник

 

Photo © Dr. Oleksii Orlov

Соняшник однорічний – одна з основних культур. Важлива ознака якісного, високопродуктивного, а отже і прибуткового посіву соняшника - це рівномірність розвитку всіх рослин, одночасне проходження всіма рослинами всіх фаз розвитку, однакові розміри рослин та вирівняність поля

 

 

Де вперше почали вирощувати соняшник?

Хто першим вивів соняшник? Де вперше почали вирощувати соняшник? Відповісти на ці питання точно ніхто не може, але згідно з класичним вченням про центри походження культурних рослин Вавилова - однорічний соняшник походить з Північної Америки. Таким чином, ймовірно, що саме там з'явилися перші оброблені поля з соняшником!

 

Коренева система соняшника

Коренева система соняшника стрижнева, яка може проникати на глибину 3 м і більше. Рівень розвитку кореневої системи дуже залежить від генетичних особливостей того чи іншого гібриду соняшника та від системи обробітку ґрунту. Соняшник має стрижневу кореневу систему.

Довжина кореневої системи набагато перевищує висоту надземної частини рослин (за деякими даними у 3-10 разів). Коріння рослин соняшника, росте досить швидко, і вже в стадії 4-5 листків у рослин, довжина їх кореня досягає 60-100 см. Рослини соняшника дуже чутливі до різних ущільнень ґрунту та підґрунтового шару.
Рослина соняшника утворює потужну кореневу систему, основна маса коренів розташована на глибині 10-45 см. Найбільш інтенсивний ріст коренів також відбувається в період росту рослини, а основна маса коренів формується в період від утворення кошика до моменту цвітіння..

 

Photo © Dr. Oleksii Orlov

Бутон соняшника

 

У хороших умовах діаметр кореневої системи однієї рослини соняшнику, може досягати 1,5-3,0 м. Завдяки наявності добре розвиненого і проникаючого на велику глибину головного кореня, соняшник може витримувати посуху і добре засвоювати поживні речовини та ґрунтову вологу. Але це в тому випадку, якщо грунт не ущільнений і росту кореня нічого не заважає (наприклад, перешкодою може бути щільна плужна підошва).

За вологих умов, коріння соняшника розвивається ближче до поверхні ґрунту, а в сухому кліматі воно проникає глибше.

У випадку, якщо рослини соняшника, через наявність плужної підошви формують поверхневу кореневу систему, то вони будуть менш стійкими до вітру і вилягатимуть.

Завдяки потужній кореневій системі соняшник найбільше добре, в порівнянні з іншими культурами, використовує ґрунтову вологу з глибоких шарів. Це його властивість забезпечує те, що ця культура – ​​одна з найбільш посухостійких. також соняшник може акумулювати вологу з роси, навіть коли дуже сухо...

 

Photo © Dr. Oleksii Orlov

Обстеження полів із соняшником

 

 

Стебло соняшника

Стебло у сучасних сортів та гібридів соняшника, що використовуються в культурі, не розгалужуються.
Розгалуження стебла соняшника, що зустрічається іноді в посівах, вважається поганою ознакою, що знижує врожайність.
Висота стебла соняшника від 0,6 до 4 м (у культурних форм зазвичай – 0,8-2,0 м).
У рослин соняшнику у посівах, діаметр стебла у місці кореневої шийки 2-7 см.
Стебло соняшника покрите опушенням, в нижній частині одерев'яніючий.
Стебло закінчується поодиноким суцвіттям – кошиком.
Коли насіння соняшника дозріває, верхня частина стебла, що прилягає до суцвіття, згинається під вагою насіння.

 

Photo © Dr. Oleksii Orlov

Квітучий соняшник

 

Листя соняшнику

Листя у соняшнику розташовані на стеблі спірально, тільки перші чотири листи розташовані супротивно - один проти одного.

Зазвичай листя соняшнику має серцеподібну форму, покрите опушенням (рідкісні дрібні жорсткі волоски). Край листа зазвичай зазубрений. Довжина листя середнього ярусу від 10 до 50 см. На розмір листя впливають генетичні особливості, густота посіву та рівень мінерального живлення. Найбільше листя знаходиться в середній частині стебла рослини.

Листя зберігає свою асиміляційну здатність і фотосинтетичну активність протягом тривалого часу після цвітіння.

Листки рослин, разом із суцвіттями (особливо добре це помітно до початку цвітіння), повертаються протягом дня слідом за сонцем - по ходу сонця від сходу на захід. Вранці вони спрямовані на схід і протягом дня, вони повертаються зі сходу, через південь на захід. Ця властивість сприяє кращому усвоєнню листям сонячного світла, що дуже важливо задля ефективності фотосинтезу. Хворі листки, що перебувають у стані стресу і вже дозрілі рослини, втрачають цю здатність..

 

 

 

Соняшник має характерну особливість - його суцвіття повертаються за сонцем. На наступному відео показано, як це відбувається.

 

 

Як соняшник рухається за сонцем. Загадку - чому соняшник рухається за сонцем, намагалися розгадати багато провідних вчених і фізіологів рослин, але досі дуже багато в цьому процесі залишається таємницею.
Соняшник завжди нахилений до сонця і рухається за ним - завжди розгортає листя та суцвіття до сонця. І тільки коли дозрів, то перестає рухатись. З ранку і до вечора рослини соняшнику розвертаються до сонця і стежать за ним, а за ніч знову розвертаються на схід, де сходить сонце, це регулюється генами і дає переваги рослинам соняшнику – вони краще освітлюються, краще йде фотосинтез, і вони запилюються комахами краще

 

 

Суцвіття соняшнику

Суцвіття соняшнику - це та частина рослини, де формується насіння, завдяки якому і вирощують цю культурну рослину.

Суцвіття має коротку вісь і є кошиком. На краю кошика розташовані у 2-3 ряди приквітки.

Зовнішні квіти - язичкові квітки з жовтими пелюстками, які розміщуються у двох рядах. Їхнє число не залежить від розміру кошика (зазвичай їх не більше 100 шт. на один кошик).

Більшість квіток усередині кошика - це трубчасті квітки, які і формують згодом насіння. Залежно від розміру кошика, їх кількість може коливатися в межах від 1000 до 2000 і більше.

 

Photo © Dr. Oleksii Orlov

Суцвіття соняшнику

 

 

Photo © Dr. Oleksii Orlov

Декоративний соняшник має багато сортів з різним забарвленням квітів, але найбільш популярні сорти "махрового" декоративного соняшника

 

 

У центрі кошика зазвичай формується дрібніше насіння, а в поганих умовах, або у рослин з поганою генетикою - в центральній частині кошика частина квіток може не запліднюватись і залишатися стерильними.

Так, як цвітіння соняшнику починається з краю кошика - і відбувається у напрямку до центру кошика, то насіння в центрі кошика забезпечується поживними речовинами в останню чергу. І в разі посухи, насіння у центрі кошику гірше забеспечується поживними речовинами і тому зазвичай дрібніше.

У гібридів соняшнику з гарною генетикою, насіння у внутрішній частині кошика більше.

Тривалість цвітіння окремого кошика соняшнику від 5 до 12 днів.

Під час цвітіння кошики припиняють рух за сонцем та фіксуються у напрямку південного сходу, що сприяє формуванню насіння.

 

Photo © Dr. Oleksii Orlov

 Дозрівання насіння соняшника

 

 

Вегетаційний період соняшнику

Вегетаційний період соняшнику – це час від проростання насіння до моменту повної стиглості / повного формування насіння.

Тривалість вегетаційного періоду у соняшнику становить від 105 до 170-180 днів, і залежить від генетики сорту/гібриду та погоди/клімату. Соняшник проходить різні фази/стадії росту та розвитку. Від сівби до появи сходів зазвичай минає від 6 до 15-25 днів. За теплої погоди - сходи соняшнику з'являються швидше, за холодної - сходи з'являються із затримкою.

 

Запилення соняшнику

Запилення соняшника перехресне. Запилення відбувається за допомогою комах (метелики, бджоли, джмелі та інші комахи-запилювачі).

 

Соняшник перехреснозапильна рослина, тому врожайність соняшнику сильно залежить від якісного запилення. Якщо соняшник не запилюється правильно, його врожайність сильно знижується. Як же соняшник запилюється? І що робити, щоб захистити бджіл і підвищити врожайність завдяки правильному запиленню?

 

На окремо взятій квітці пильовики виділяють фертильний пилок раніше, ніж дозрівають приймочки - це своєрідний природний механізм для перехресного запилення, що запобігає запиленню квітки соїм же пилком.

 

Photo © Dr. Oleksii Orlov

Соняшник щойно відцвів. У таку фазу можна працювати фунгіцидами та інсектицидами, тому що бджоли вже не запилюють рослини. Але слід брати до уваги, що соняшник цвіте нерівномірно і частина рослин на полі цвістиме. Тому при будь-яких обприскуваннях, слід закривати на день бджіл, застосовувати препарати, безпечні для бджіл і обприскувати тільки у вечірні сутінки та вночі, коли бджіл на посівах вже немає

 

 

Відношення соняшнику до фотоперіоду

Соняшник - це рослина, нейтральна по відношенню до фотоперіоду. Цвітіння соняшника не залежить від довжини дня і настає за будь-якої тривалості освітлення, крім дуже короткої, що веде до голодування рослин. Але кількість квіток і врожай насіння у соняшнику, все ж таки залежить від співвідношення довжини дня і ночі.

Різні гібриди соняшнику, відрізняються за цим показником, і це відбувається через генетичні відмінності між ними.

Багато досліджень показують, що є сорти соняшнику, які є рослинами короткого дня.

Також існують різні генотипи соняшника, у яких спостерігається і амбі фотоперіодична відповідь на тривалість світлового дня (ambi-photoperiodic response), з кращим цвітінням або в короткі, або в довгі дні, але не в дні з проміжною (нейтральною) тривалістю.

Тобто такий соняшник може добре реагувати на короткий (<12 годин) або на довгий (>12 годин) світловий день.

Зазвичай у більшості генотипів соняшника, при довжині дня в 11-14 годин, створюються умови для переходу в генеративну фазу розвитку рослин.

На формування врожайності соняшнику також впливає інтенсивність сонячного світла і наявність тепла.

Соняшник не виносить затінення.

При високому рівні сонячної інсоляції та наявності теплої погоди перехід до формування генеративних органів, як і цвітіння, відбуваються раніше, а інтенсивність фотосинтезу буде більш високою.

 

 

Фотосинтез у соняшника

На інтенсивність фотосинтезу соняшнику дуже впливає також рівень азотного харчування рослин (і взагалі рівень мінерального харчування рослин). При низькому рівні азотного харчування листя рослин соняшника стає жовтим, зелений пігмент (хлорофіл) формується в недостатній кількості для росту, розвитку рослин і формування високого врожаю.


Фотосинтетична здатність рослин соняшнику дуже висока. Незважаючи на те, що соняшник за типом фотосинтезу, це СЗ - рослина, його фотосинтетична активність приблизно дорівнює рівню фотосинтетичної активності кукурудзи, яка є С4 - рослиною. Ефективність фотосинтезу соняшнику становить 40-50 мг СО2/дм2/год, а у пшениці (20...25 мг СО2/дм2/год). Таким чином, інтенсивність фотосинтезу у соняшника більш висока, ніж у пшениці. Температури, необхідні для здійснення фотосинтезу у соняшнику: зазвичай фотосинтез починається при температурах трохи нижче 20°З закінчується при температурі трохи вище 30°С, оптимум припадає на 25-28°С. Але ці показники умовні, в холодну погоду або за вищих температур фотосинтез та інші фізіологічні процеси теж відбуваються в рослинах соняшнику, хоча їх інтенсивність значно нижча.

 

---------------------------

 

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

 

С₃-фотосинтез — один из трёх основных метаболических путей для фиксации углерода наряду с С₄- и CAM-фотосинтезом. В ходе этого процесса углекислый газ и рибулозобисфосфат (пятиуглеродный сахар) превращаются в две молекулы 3-фосфоглицерата (трёхуглеродного соединения) посредством следующей реакции:

 

СО₂ + H₂O + РуБФ → (2) 3-фосфоглицерат

 

Эта реакция является первым шагом цикла Кальвина и происходит у всех растений. У С₃-растений углекислый газ фиксируется напрямую из воздуха, а у С₄- и CAM-растений — после высвобождения из малата.

 

С3-фотосинтез - один з трьох основних метаболічних шляхів для фіксації вуглецю поряд з С4- і CAM-фотосинтезом. В ході цього процесу вуглекислий газ і рибулозобісфосфат (п'ятивуглецевий цукор) перетворюються на дві молекули 3-фосфогліцерату (тривуглецевої сполуки) за допомогою наступної реакції:

СО2 + H2O + РуБФ → (2) 3-фосфогліцерат

Ця реакція є першим кроком циклу Кальвіна і відбувається у всіх рослин. У С3-рослин вуглекислий газ фіксується безпосередньо з повітря, а у С4- і CAM-рослин - після вивільнення з малату.

С3-рослини, як правило, процвітають у районах з великою кількістю підземних вод, помірною інтенсивністю сонячного світла, помірною температурою та концентрацією вуглекислого газу близько 200 ppm або вище [1]. Ці рослини зародилися в мезозої та палеозої, задовго до появи С4-рослин, і, як і раніше, становлять близько 95% рослинної біомаси Землі. Як приклад, також можна навести рис та ячмінь [2].

С3-рослини втрачають при транспірації до 97% води, закачаної через коріння. З цієї причини вони не можуть рости в спекотних місцях: головний фермент С3-фотосинтезу, рибулозобісфосфаткарбоксилаза, з підвищенням температури починає активніше каталізувати побічну реакцію РуБФ з киснем. Утилізація побічних продуктів цієї реакції відбувається під час фотодихання, що призводить до втрати рослиною вуглецю та енергії і, отже, може обмежувати його зростання. У посушливих районах С3-рослини закривають продихи, щоб зменшити втрати води, але це не дає CO2 потрапляти в листя і знижує його концентрацію в листі. В результаті падає співвідношення СО2:О2, що також посилює фотодихання. С4- і CAM-рослини мають пристрої, що дозволяють їм виживати в посушливих і спекотних районах, і тому вони можуть витіснити С3-рослини в цих областях.

 

1. C. Michael Hogan. 2011. «Respiration». Encyclopedia of Earth. Eds. Mark McGinley and C. J. Cleveland. National Council for Science and the Environment. Washington, D.C.

2. Raven, J. A., Edwards, D. (2001). «Roots: evolutionary origins and biogeochemical significance». Journal of Experimental Botany 52 (90001): 381–401

 

Photo © Dr. Oleksii Orlov

Поле з квітучим соняшником

 

C4-фотосинтез, або цикл Хетча — Слека, — шлях зв'язування вуглецю, характерний для вищих рослин, першим продуктом якого є чотиривуглецева щавлевооцтова кислота, а не тривуглецева 3-фосфогліцеринова кислота, як у більшості рослин звичайним.

Завдяки більш ефективному способу фіксації CO2 відпадає необхідність постійно тримати продихи відкритими для забезпечення активного газообміну, а значить знижуються втрати води в ході транспірації. З цієї причини C4-рослини здатні рости в більш посушливих місцеперебуваннях, при високих температурах, в умовах засолення та нестачі CO2. Тим не менш, додаткові кроки по фіксації вуглецю в C4-шляху вимагають додаткових витрат енергії у формі АТФ.

Серед культурних рослин С4-види (кукурудза, сорго, деякі види проса, цукрова тростина, міскантус) мають більше значення, ніж серед дикорослих, їх продуктивність становить від 33% (з урахуванням залишків, що не використовуються за прямим призначенням, як, наприклад, солома злаків, стебла і листя сільськогосподарських культур[70]. Також у цих рослин спостерігаються вищі швидкості росту. В оптимальних умовах зрошення та добрива посіви кукурудзи та цукрової тростини є найпродуктивнішими з відомих агроценозів [71]. До C4-рослин також відносяться і найбільш стійкі бур'яни, включаючи 8 з 10 найзлісніших бур'янів, наприклад, свинорою пальчастий і куряче просо [72].

C4-рослини також можуть бути використані для виробництва біопалива, як наприклад кукурудза в США або цукрова тростина в Бразилії. В якості альтернативи також розглядається варіант вирощування холодостійких C4-злаків, таких як просо для виробництва целюлозного етанолу. Наприклад, урожайність холодостійких злаків із роду Міскантус становить 15—29 тонн сухої речовини на гектар на рік[65].

Однією із проблем, пов'язаних із зростанням населення світу, є виснаження запасів продовольства, тим більше, що кількість доступних для обробки орних земель неухильно знижується. Один із способів збільшення врожайності - використання С4-фотосинтезу. Найпростіший із можливих підходів полягає у зміні диких, не культивованих С4-видів з метою створення на їх основі нової сільськогосподарської культури. Наприклад, методами селекції з курячого проса можна було б вивести рисоподібну культурну рослину[73].

65. Raghavendra, Sage, 2011, Chapter 19; Michael B. Jones: C₄ species as energy crops., pp. 379–397.

71. Donat-Peter Häder: Photosynthese, 1. Auflage, Thieme Verlag, Stuttgart 1999, ISBN 978-3-13-115021-9, S. 214.

72. Хелдт, 2011, с. 195.

73. Raghavendra, Sage, 2011, Chapter 18; James N. Burnell: Hurdles to Engineering Greater Photosynthetic Rates in Crop Plants: C₄ Rice., p. 363.

---------------------------

 

 

Вимоги соняшника до вологи та транспіраційний коефіцієнт соняшника

 

Судинний пучок соняшника - зображення зі скануючого електронного мікроскопа (x-перетин). По судинах у рослині соняшнику транспортується вода та поживні речовини

 

При хорошому постачанні вологою рослини соняшнику споживають і випаровують досить багато води. При зростанні в хороших умовах зволоження ґрунту, транспіраційний коефіцієнт соняшнику (транспіраційний коефіцієнт — кількість води (у грамах), що витрачається на утворення 1 г сухої речовини рослини. Він залежить від кліматичних і ґрунтових умов, а також від генетики та виду рослин, може змінюватись від 200 до 1000 і 5/к/кв. маси.
У порівнянні з іншими рослинами, у соняшника транспіраційний коефіцієнт вищий: у пшениці дорівнює 400-570, а у кукурудзи - 220-400 л/кг. У критичних умовах, при посусі та нестачі вологи (при польовій вологоємності ґрунту в умовах, близьких до точки зав'ядання), транспіраційний коефіцієнт у соняшнику знижується до 450 (а в інших культур, у подібних умовах - у пшениці до 400-530, у кукурудзи - 170).
Високе споживання вологи у рослин соняшнику, пояснюється низьким опором при транспортуванні води через рослину та низьким опором при транспірації води через продихи.

 

Photo © Dr. Oleksii Orlov

 

Але варто взяти до уваги, що всі ці коефіцієнти і показники є умовними і дуже сильно залежать від генетики рослин, умов довкілля, мінерального фону, наявності вологи, температури, рівня освітлення, післядії гербіцидів, рівня розвитку біомаси і дуже сильно від того, чи знаходяться рослини під дією стресів. норми поливу на основі транспіраційних коефіцієнтів вже не використовуються, так як норми поливу, залежать від великої кількості інших факторів: вологості грунту, можливостей інфільтрації води в підґрунтові горизонти, структури і типу грунтів, методу зрошення, і т.д.

 

Photo © Dr. Oleksii Orlov

Насіння соняшнику, відразу після обмолоту

 

 

 

 

Дивись також інші наші публікації по соняшнику:

• Севооборот для подсолнечника, современные севообороты с подсолнечником, предшественники подсолнечника

• Сучасна технологія вирощування соняшника

• Удобрение подсолнечника, питание подсолнечника и особенности применения органических удобрений на подсолнечнике

• Технология выращивания подсолнечника, базовые принципы

• Технология выращивания подсолнечника по но тилл No-Till и Strip-Till

• Технология выращивания подсолнечника под гранстар

• Технология выращивания подсолнечника на юге

• Технология выращивания подсолнечника под евролайтинг

 

А також можете ознайомитись із книгою "Соняшник", де викладено всі основні аспекти сучасної технології вирощування соняшника:

Орлов О. Соняшник. Біологія, культивування, хвороби та шкідники / - Київ: Видавничий дім "Зерно". – 2013. – 624 с.

 

 

----------------------