Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. агробиологические основы обеспечения высокой продуктивности зерна кукурузы (обзор литературы) 13
1.1. Значение кукурузы в реализации зерновой проблемы страны. 13
1.2. Роль отдельных приемов агротехники в повышении продуктивности и качества зерна кукурузы (орошение, сорта, сроки сева, гербициды, удобрения, биопрепараты). 15
ГЛАВА 2. Цель, задачи, условия и методика проведения исследований 42
ГЛАВА 3. Влияние водного режима на реализацию биоресурсного потенциала гибридов кукурузы 66
3.1. Водный режим почвы 66
3.2. Изменение биоресурсного потенциала кукурузы
3.2.1. Рост и развитие растений. 77
3.2.2. Динамика площади листьев и фотосинтетического потенциала
3.2.3. Чистая продуктивность фотосинтеза. 88
3.2.4. Суточные и абсолютные приросты биомассы 88
3.2.5. Использование ФАР посевами 89
3.2.5. Коэффициент хозяйственной эффективности фотосинтеза 94
3.3. Продуктивность и качество зерна кукурузы 96
3.3.1. Влияние орошения и удобрений на урожай зерна. 96
3.3.2. Структура урожая в зависимости от изучаемых приемов 98
3.3.3. Качество и питательная ценность зерна 100
ГЛАВА 4. Разработка оптимальных сроков сева для гибридов кукурузы отечественной и зарубежной селекции 109
4.1. Динамика влажности почвы и водопотребление растений 109
4.2. Рост, развитие и накопление сухой биомассы растениями 113
4.3. Фотосинтетическая деятельность растений кукурузы 118
4.3.1. Формирование площади листьев и фотосинтетического потенциала 118
4.3.2. Продуктивность фотосинтеза 122
4.3.3. Приросты сухого вещества 123
4.3.4. Использование фар посевами в процессе вегетации 124
4.3.5. Коэффициент эффективности фотосинтеза 1300
4.4. Продуктивность и качество зерна гибридов кукурузы 132
4.4.1. Влияние сроков сева на урожай зерна гибридов 132
4.4.2. Структура урожая 135
4.4.3. Качество и питательная ценность зерна 136
ГЛАВА 5. Повышение продуктивности гибридов кукурузы при оптимизации сроков внесения гербицидов 143
5.1. Влияние сроков внесения гербицидов на динамику влажности почвы и водопотребление кукурузы. 143
5.2. Влияние сроков внесения гербицидов на засоренность посевов 1455
5.3. Влияние сроков внесения гербицидов на фотосинтетическую деятельность посевов 1488
5.3.1. Рост, развитие и накопление биомассы кукурузой в зависимости от сроков внесения гербицидов 1488
5.3.2.Площадь листьев, фотосинтетический потенциал и чистая продуктивность фотосинтеза при разных сроках внесения гербицидов. 1511
5.3.3. Динамика накопления сухой массы и использование солнечной энергии кукурузой в зависимости от сроков внесения гербицидов 1577
5.4. Влияние сроков внесения гербицидов на продуктивность и качество зерна гибридов кукурузы 162
5.4.1. Влияние гербицидов на показатели структуры урожая 165
5.4.2. Химический состав зерна кукурузы под действием гербицидов 1688
ГЛАВА 6. Влияние удобрений на продуктивность зерна гибридов кукурузы различной скороспелости 178
6.1. Изменение водного режима почвы под влиянием удобрений. 178
6.2. Влияние удобрений на рост, развитие и фотосинтетическую деятельность гибридов различной скороспелости. 186
6.2.1. Вегетационный период 186
6.2.2. Норма посева, полнота всходов и сохранность растений к уборке 187
6.2.3 Рост и развития растений 189
6.2.4. Динамика площади листьев и фотосинтетического потенциала 193
6.2.5. Продуктивность фотосинтеза 197
6.2.6. Суточные и абсолютные приросты биомассы 198
6.3. Приход, аккумулирование ФАР посевами кукурузы под влиянием удобрений 199
6.4. Влияние удобрений на урожай и качество зерна кукурузы 204
6.4.1. Продуктивность гибридов кукурузы под влиянием удобрений 204
6.4.2. Структура урожая 207
6.4.3. Качество и питательная ценность зерна 209
6.4.4 Приемы снижающие влажность зерна кукурузы перед уборкой 2100
ГЛАВА 7. Реализация биологического потенциала кукурузы в лесостепной зоне в зависимости от макро и микроудобрений, стимуляторов роста и гербицидов 217
7.1. Водный режим почвы под кукурузой 217
7.1.1. Динамика влажности почвы и водопотребление кукурузы 217
7.2. Рост и развитие кукурузы в зависимости от изучаемых факторов 220
7.2.1. Влияние гербицидов на засоренность посевов 220
7.2.2. Динамика роста, развития и накопление сухой биомассы 227
7.2.3. Фотосинтетическая деятельность растений 230
7.3. Продуктивность гибридов кукурузы, использование фар посевами и качество зерна 234
7.3.1. Урожайность гибридов кукурузы 234
7.3.2. Использование солнечной энергии различными гибридами 235
7.3.3. Структура урожая 239
7.3.4. Качество зерна кукурузы 240
ГЛАВА 8. Эффективность комплекса мероприятий по реализации биоресурсного потенциала гибридов кукурузы 245
8.1. Экономическая эффективность орошения кукурузы 245
8.2. Экономическая и энергетическая эффективность разных сроков сева 249
8.3. Экономическая эффективность разных сроков внесения гербицидов 252
8.4.Экономическая и энергетическая эффективность внесения удобрений 255
8.5. Экономическая эффективность внекорневых подкормок кукурузы 259
Выводы.
Рекомендации производству 269
Список использованной литературы 270
- Роль отдельных приемов агротехники в повышении продуктивности и качества зерна кукурузы (орошение, сорта, сроки сева, гербициды, удобрения, биопрепараты).
- Коэффициент хозяйственной эффективности фотосинтеза
- Продуктивность фотосинтеза
- Рост, развитие и накопление биомассы кукурузой в зависимости от сроков внесения гербицидов
Введение к работе
Актуальность темы. Кукуруза по своим кормовым достоинствам,
универсальности использования превосходит все другие зерновые культуры,
занимая первое место в мире по валовым сборам зерна. Она занимает
ведущее место в структуре посевных площадей на Северном Кавказе.
Благоприятные агроклиматические условия, наличие больших площадей
орошаемых земель, широкое использование удобрений и пестицидов,
высокоурожайных сортов и гибридов обусловливают значительное
повышение продуктивности зерна. Для реализации биоресурсного
потенциала кукурузы, с учетом повышения почвенного плодородия и
требований охраны окружающей среды, требуется теоретическое и
экспериментальное обоснование технологических приемов ее возделывания.
Следовательно, рациональное использование природных ресурсов для
улучшения биоресурсного потенциала кукурузы является актуальной
задачей научных исследований и вызвано производственной
необходимостью.
Цель исследований - теоретические и прикладные проблемы рационального использования продуктивности современных гибридов кукурузы отечественной и зарубежной селекции и разработка технологических основ их реализации в условиях Центральной части Северного Кавказа.
Задачи исследований:
разработать научные основы управления биологическими ресурсами с выявлением особенностей роста, развития и фотосинтетической деятельности растений;
подобрать высокопродуктивные гибриды кукурузы отечественной и зарубежной селекции различной скороспелости;
изучить водный режим почвы и его влияние на реализацию биоресурсного потенциала кукурузы;
> разработать оптимальные сроки сева для гибридов различной скороспелости;
определить оптимальные сроки внесения гербицидов;
установить влияние удобрений и биопрепаратов на реализацию биоресурсного потенциала гибридов кукурузы;
рассчитать величины возможных урожаев зерна по количеству осадков, естественному плодородию почв, приходу ФАР и сумме эффективных температур с установлением КПД ФАР;
разработать способ снижения влажности зерна перед уборкой;
> дать комплексную оценку возделываемым гибридам по структуре
урожая, качеству зерна, содержанию тяжелых металлов в зависимости
от изучаемых факторов;
> рассчитать экономическую и энергетическую эффективность
возделывания кукурузы и разработать рекомендации производству.
Научная новизна исследований состоит в том, что:
разработаны научные основы управления биологическими ресурсами, обеспечивающие высокую продуктивность гибридов кукурузы;
теоретически обоснован водный режим почвы и целесообразность возделывания кукурузы на богаре и при орошении в степной зоне;
- впервые установлены оптимальные сроки сева для новых гибридов
кукурузы отечественной и зарубежной селекции;
определены и теоретически обоснованы сроки внесения гербицидов;
рассчитан природно - ресурсный потенциал степной и лесостепной зон региона, обладающие различными биогидротермическими коэффициентами продуктивности пашни для возделывания кукурузы;
- обоснован технологический процесс проведения внекорневых
подкормок макро и микроудобрениями в сочетании с гербицидами;
- впервые разработан способ снижения влажности зерна перед уборкой;
- обобщена и дана комплексная оценка производству экологически чистой продукции, исключающая превышение тяжелых металлов в зерне;
Теоретическая и практическая ценность работы - заключается в научном управлении биологическими ресурсами и необходимости последовательного выполнения агробиологических мероприятий для реализации потенциала кукурузы.
Подобраны гибриды кукурузы для степной и лесостепной зон
Центральной части Северного Кавказа, обладающие зерновой
продуктивностью 10 – 15 т/га.
Изучены процессы формирования урожая, разработан комплекс технологических операций, обеспечивающих (при точном и качественном их осуществлении) получение высоких (не зависимо от погодных условий) устойчивых урожаев хорошего качества.
Рекомендуемые изменения в технологии возделывания кукурузы прошли производственную проверку в 2003-2015 гг. на площади более 2 тыс. га на полях научно – исследовательских учреждений, колхозов и госхозов, КФХ, ИЧП и других формах собственности на землю в регионе. С каждого гектара посевов дополнительно получено от 2 до 8 т/га зерна кукурузы.
Исследования являются составной частью тематического плана научно – исследовательских работ ФГНУ ЧНИИСХ (№ гос. регистрации 02.01.03.01) и Горского ГАУ (№ гос. регистрации115012130052).
Методология и методы исследований. Экспериментальные
исследования проводились с использованием методов системного анализа. Лабораторные и полевые опыты выполнялись в соответствии с общепринятыми методиками и указаниями. Учеты и наблюдения проводились на основе стандартных методик, приборов, оборудования и программ на компьютере. Обработка эксперементальных данных велась методами математической статистики с использованием компьютера (с помощью электронных таблиц Microsoft Excel).
На защиту выносятся следующие положения:
особенности водного режима почв при возделывании различных по скороспелости гибридов кукурузы;
рост, развитие и фотосинтетическая деятельность гибридов кукурузы в зависимости от водного режима почвы, сроков сева, внесения гербицидов, удобрений и листовых подкормок;
> поступление и использование солнечной энергии (ФАР) посевами;
> способ снижения влажности зерна перед уборкой
> экономическая и энергетическая эффективность возделывания
гибридов кукурузы в различных природных зонах Северного Кавказа.
Практическая ценность и реализация работы.
Материалы диссертационной работы дают возможность использования полученных результатов по интенсивной технологии возделывания кукурузы в Центральной части Северного Кавказа.
Степень достоверности и апробация работы - подтверждается большим объемом экспериментального материала, полученных в результате многолетних полевых опытов и лабораторных анализов; высокой степенью точности теоретических и экспериментальных исследований, обосновывающих реализацию биоресурсного потенциала кукурузы в Центральной части Северного Кавказа.
Основные положения диссертации и результаты исследований докладывались ежегодно на отчетах в РАСХН, научно - практических конференциях Чеченского ГУ, Чеченского НИИСХ, Горского ГАУ в 2002-2015 гг., а также на республиканских, региональных, Всероссийских и Международных научно-практических конференциях.
Место и годы проведения опытов. Работа выполнялась в 2002-2015 гг. в отделе селекции и семеноводства ФГНУ ЧНИИСХ, на кафедре общего и мелиоративного земледелия Горского ГАУ, кафедре защиты растений ЧГУ. Экспериментальные исследования автора по диссертационной работе проведены с использованием современных аналитических методов, обработаны статистически с помощью электронных таблиц Microsoft Excel.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 344 страницах и состоит из введения 8 глав, выводов и рекомендаций производству, включает 42 рисунка, 92 таблицы в тексте и 38 в приложении. Список используемой литературы насчитывает 244 наименований, в том числе 15 иностранных авторов.
Роль отдельных приемов агротехники в повышении продуктивности и качества зерна кукурузы (орошение, сорта, сроки сева, гербициды, удобрения, биопрепараты).
Степень увлажнения почвы оказывает большое влияние на потребление воды кукурузой (Адиньяев Э.Д., 1988; Амаева А.Г., Палаева Д.О., Каварну-каева М.Х., Адиньяев Э.Д., Адаев Н.Л., 2011; Гарюгин Г.А., 1979; Гарин К.С., Коваль В.Д., Шульга Н.К., 1962; Джулай А.П., 1976; Григоров М.С., Ефенть-ев А.Н., 2011; Амаева А.Г., Адаев Н.Л.,2014 и др.), особенно при орошении. Установлено, что общее потребление влаги зависит от величины вегетативной массы растений. Выявлено, что в условиях Ростовской области плантация кукурузы накопила за один месяц (в начале вегетации) – 0,518 т/га зеленной массы с затратами воды за каждые сутки - 9,6 м3, за два месяца зеленая масса уже составила – 15,89 т/га с суточным расходом - 32,2 м3/га воды. В третий месяц зеленая масса возросла до 27,79 т/га, а суточные затраты воды составили - 71 м3/га (Ефимов И.Т. 1974; Льгов Г.К., 1979). В последующий (четвертый) месяц зеленная масса снизилась на 40% из - за подсыхания кукурузы. При этом падала и суточное потребление воды, составившее уже только 32,1м3/га. За период вегетации (четыре месяца - 123 дня) при проведении 4-х поливов потребление воды кукурузой (из 1 м. слоя почвы) равнялось - 4396 м3/га, а урожай зерна – 7,56 т/га.
Исследованиями М.Н.Багрова (1975), Г.К.Льгова (1979), Э.Д. Адиньяе-ва (2010); Амаевой А.Г., Адаева Н.Л. (2014), установлено, что потребность кукурузы в воде от начала к концу вегетации снижается. Если возделываемые сорта и гибриды кукурузы равны по длине вегетационного периода, то равным оказывается и водопотребление растений (Воронин А.Н., Хорошилов С.А., и др., 2006; Амаева А.Г., Палаева Д.О., Каварнукаева М.Х., Адиньяев Э.Д., Адаев Н.Л. , 2011, 2012, 2013, 2014, 2015). Потребность кукурузы в воде зависит от вносимых удобрений, так как это приводит к большему накоплению вегетационной массы растения, увеличивая площадь листовой поверхности и транспирацию растений. При этом общие расходы воды кукурузой на удобренных вариантах повышаются незначительно по сравнению с не удобренными (контрольными) посевами (Володарский Н.И., 1975; Галямин Е.П., Сипцин С.О., 1977; Гарин К.С., Коваль В.Д., Шульга Н.К., 1962; Гарю-гин Г.А., 1979; Джулай А.П., 1976; Зинковский В.Н., 1967; Ефимов И.Т., 1974; Кружилин А.С., 1977; Льгов Г.К., Адиньяев Э.Д., Мальбахов Д.Б., 1978; Албегов Р.Б., Плиева Е.А., 2008: Амаева А.Г., Адаев Н.Л.,2014;Ying J., Lee E.A., Tollenaur, 2000 и др.).
Затраты воды на создание единицы продукции (КВ) при орошении значительно ниже, чем без полива. Так на Кабардино-Балкарской опытной станции КВ кукурузы на зерно (в ср. за 3г) без полива составил - 749, а при поливе - 500 (Адиньяев Э.Д., 1978). Подобные данные выявлены и в других опытах (Адиньяев Э.Д. 2010; Зинковский В.Н., 1967; Евтушенко Н.Н., Адиньяев Э.Д., Каюмов М.К.,1976 и др.). Кроме этого установлено, что на удобренных вариантах общие затраты воды практически одинаковы, а КВ ниже в виду всоких урожаев зерна.
Общие затраты воды за вегетационный период определяется зоной возделывания кукурузы. Если в зоне возделывания кукурузы выпадает мало осадков (меньше 250 мм), то доля оросительной нормы в общем потреблении воды за вегетацию может достигать - до 80%.
В то же время в районах (степных), где выпадает осадков 325 – 450 мм в год доля оросительной воды составляет около 60%, а там, где выпадает 475 – 500 мм осадков (лесостепных) – 25–30% (Гарин К.С., Коваль В.Д., Шульга Н.К., 1962; Гарюгин Г.А., 1979; Джулай А.П., 1976; Зинковский В.Н., 1967; Ефимов И.Т., 1974; Кружилин А.С., 1977; Льгов Г.К., Адиньяев Э.Д.,1974).
В степных районах Северного Кавказа водный режим кукурузы начинается с осенних влагозарядковых поливов, которые обеспечивают создание глубоких (1,5–2,0 м) запасов влаги в почве. Такой вид полива ставит своей целью – отодвинуть срок проведения первого вегетационного полива, обеспечивать дружное появление всходов и хорошее развитие кукурузы в последующие периоды. По данным ряда исследователей (Адиньяев Э.Д, Адаев Н Л., 2005; Адиньяев Э.Д., 2008; Адиньяев Э.Д., Бондаренко В.И., 1975; Амаева А.Г., Палаева Д.О., Каварнукаева М.Х., Адиньяев Э.Д , Адаев Н.Л., 2011; Von Sonnenwirkungen im Pflanzenwachsturn, 2001) прибавка урожая зерна кукурузы от проведения влагозарядкового полива достигает от 3 до 27 ц/га в зависимости от почвенно-климатических условий возделывания. Влагозарядковый полив в степных районах Северной Осетии (Зинков-ский В.Н., 1967; Адиньяев Э.Д., 1978; Битаров М.И., 1974; Адиньяев Э.Д., Бондаренко В.И., 1975) и Кабардино-Балкарии (Адиньяев Э.Д., 1978; Евтушенко Н.Н., Адиньяев Э.Д., Каюмов М.К.,1974) обеспечивал прибавку урожая зерна кукурузы от 3,9 до 12,6 ц/га. Норма осеннего полива обычно коле-еблется (в зависимости от мелиоративного состояния орошаемых земель) от 600 до 1500 м3/га (Гарин К.С., Коваль В.Д., Шульга Н.К., 1962; Гарюгин Г.А., 1979; Джулай А.П., 1976; Зинковский В.Н., 1967; Ефимов И.Т., 1974; Кружи-лин А.С. , 1977; Льгов Г.К., Адиньяев Э.Д., Мальбахов Д.Б. и др. 1978; Албе-гов Р.Б., Плиева Е.А., 2008).
Многие исследователи (Кружилин И. П., Болотин А.Г., Даниленко Ю.П., 1995; Адиньяев Э.Д.,2010) указывают на необходимость поддержания дифференцированных режимов орошения, когда в разные периоды вегетации поддерживается своя предполивная влажность почвы.
Исследования, проведенные на Северном Кавказе, в различных поч-венно - климатических условиях показали, что в первые два месяца (до образования 15 листьев) кукуруза потребляет всего 7–8% от общего водопотреб-ления, затем - до молочной спелости зерна еще – 67–73% (Джулай А.П., 1976; Гарин К.С., Коваль В.Д., Шульга Н.К., 1962; Гарюгин Г.А., 1979; Джу-лай А.П., Зинковский В.Н., 1967; Льгов Г.К., Адиньяев Э.Д., Мальбахов Д.Б., 1978 и др.). В этих условиях первый полив приурочивают к фазе 8–10 листьев, второй – перед выбрасыванием метелок, а третий и четвертый – в период налива зерна. В зависимости от способа проведения поливов нормы колеблются от 400 (дождевание) до 800 м3/га (бороздковый). Учитывается и уровень залегания галечника (Соляник Н.М., Харечкин В.И., 1988; Адаев Н Л., Адиньяев Э.Д., 2005; Амаева А.Г., Палаева Д.О., Каварнукаева М.Х., Адинь-яев Э.Д., Адаев Н.Л., 2011, 2012 и др.).
Коэффициент хозяйственной эффективности фотосинтеза
Чистая продуктивность фотосинтеза. Исследования (Амаева А.Г., Адаев Н.Л., 2014) показали, что чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) изменялась в течение роста и развития растений (табл. 15). В первый период ЧПФ у возделываемых гибридов характеризовалась невысокими по казателями и колебалась (в ср. за 3 г.) от 1,2 до 2,1 г/м2 х сутки. В дальней шем она возрастала, достигая максимальной величины в период цветения молочная спелость (без полива) и в период молочная - полная спелость (при орошении). Средний показатель ЧПФ на контроле составил: у среднеспелых гибридов - 3,44 - 3,38; среднепоздних -3,86 и позднеспелых - 3,68 - 3,62 г/м2 х сутки, а при внесении удобрений выше соответственно по гибридам на: 0,34; 0,28; 0,16; 0,54; 0,2 г/м2 х сутки (табл. 15). За счет проведения поливов средний показатель ЧПФ составил: КР-385МВ - 6,2; КР-382МВ - 6,52; ПР-38А24 - 5,56; ПР-37Б05-5,30 и ПР-38Х67 - 5,32 г/м2 х сутки, что соответственно на 2,76; 3,14; 1,70; 1,62; 1,70 г/м2 х сутки больше, чем без полива. При сочетании удобрений с орошением ЧПФ за вегетацию составила соответственно по гибридам КР-385МВ -7,42; КР-382МВ - 7,58; ПР-38А24 -5,56; ПР-37Б05 - 6,04; ПР-38Х67- 6,38 г/м2 х сутки.
Суточные и абсолютные приросты биомассы. В наших опытах в начальный период роста и развития растений среднесуточный прирост су хой биомассы на контроле (в ср. за 3г) составил 22,4 - 28,3 кг/га. В период интенсивного листообразования отмечался самый высокий среднесуточный прирост растений, увеличивающийся в 10 -15 раз. Затем шло снижение его до цветения. Второй пик в увеличении среднесуточных приростов отмечен от цветения до молочной спелости зерна (табл. 16). Самый высокий среднесуточный прирост сухого вещества (422,66 -481,33 кг/га) на контроле (без удобрений) составил у возделываемых гибридов в период от 5 - 6 до 10 - 11 листьев, а при их внесении (480,0 - 545,3), а затем - от цветения до молочной спелости зерна. Здесь выделялись гибриды иностранной селекции - от 116,7 до 133,3 кг/га (без удобрений) и от 133,3 до 150,0 кг/га (при их внесении). Орошение повышало суточный прирост сухого вещества в среднем за вегетацию на: 81,79; 79,02; 40,13; 42,72 и 43,27 кг/га, а при внесении N90P120K60 на: 112,67; 109,61; 68,11; 56,84 и 71,94 кг/га.
Использование ФАР посевами. Усвоение солнечной энергии посевами - это обобщенный и главный показатель успешности земледелия, отражающий ступень научно-технического прогресса. Установлено, что только за ХХ век усвоение солнечной энергии за счет научных разработок в хороших посевах выросло с 0,2 до 1,2%, что эквивалентно росту биологической продуктивности с 25 до 150 ц/га сухой органической массы, или в 6 раз.
Чтобы получать высокие урожаи зерна кукурузы необходимо повышать коэффициент использования солнечной энергии посевами.
При возделывании среднеспелых гибридов приход ФАР за период вегетации (ср. за 3 г.) составил - 8,4 млрд. МДж/га. Среднепоздний гибрид ПР-38А24, имея продолжительность вегетации больше на 5 дней, усвоил - 10,3 млрд. МДж/га, а позднеспелые гибриды с вегетационным периодом - 122 дня - 10,5 - 10,6 млрд. МДж/га.
Орошение приводило к увеличению длины вегетации гибридов и большему аккумулированию ФАР. При возделывании среднеспелых гибри дов приход ФАР за вегетацию составил - 12,5, среднепозднего - 12,7 и позд неспелых – 13,4 млрд. МДж/га. Как по годам, так и в межфазные периоды приход ФАР был неравномерным и варьировал в широких пределах. Без орошения - у среднеспелых гибридов большое количество энергии поступало в период от 10–11 листьев - до цветения, а у среднепозднего и позднеспелых гибридов - от цветения - до молочной спелости зерна, а наименьшее - от всходов до фазы 5-6 листьев. Такая же динамика установлена и в орошаемых условиях. Самое большое количество энергии усваивалось посевами кукуру зы в период - от цветения до молочной спелости зерна, составившие: у сред неспелых гибридов - 3,2. млн., среднепозднего - 3,6 млн. о щ і Щ S s 4 00XON оо 00 00 00 s fa О ui ь в В Рч Z о z o\ z o\ z о z o\ dd и позднеспелых гибридов - 3,7 млн. МДж/га, а низкое (1,5 млрд. МДж/га) - от всходов до фазы 5-6 листьев. Примерно одинаковое количество энергии накапливалось посевами в межфазные периоды - от 10 - 11 листьев до цветения и от молочной - до восковой спелости зерна.
Количество аккумулированной энергии ФАР растениями кукурузы было неразрывно связано с нарастанием сухой биомассы и приходом солнечной энергии (приложения 26 - 30).
Исследования (Амаева А.Г., Адаев Н.Л., 2014) показали, что в начальные периоды роста и развития растений из-за небольших размеров листовой поверхности количество аккумулированной энергии в урожае было незначительным и колебалось по гибридам от 8,66 до 12,89 - без удобрений и от 14,74 до 16,21 млн. МДж - при их внесении (прилож. 26 - 30).
Установлено, что как при орошении, так и без него наибольшее количество энергии усваивалось посевами в фазе от 5 - 6 до 10 - 11 листьев, а наименьшее - от всходов до фазы 5 - 6 листьев, а также от 10 - 11 листьев до цветения метелок. Примерно одинаковым было количество энергии, аккумулированное кукурузой в фазах - цветение - молочная спелость и молочная -полная спелость.
Большое значение, на количество утилизированной в урожае солнечной энергии, оказывали вносимые в почву удобрения. Во все межфазные периоды удобрения обеспечивали большее нарастание биомассы растениями кукурузы, а, следовательно, и утилизацию солнечной энергии.
Так, при возделывании среднеспелых гибридов количество аккумулированной в урожае энергии, на контрольном варианте (без удобрений), за вегетационный период составило - 182,6 - 185,9, а при внесении удобрений -214,4 - 216,1 млн. МДж./га. Проведение поливов сопровождалось значительным увеличением накопленной энергии,
Продуктивность фотосинтеза
Посев кукурузы в более поздний срок - 14-160С, оказывал существенное влияние на формирование урожая зерна и особенно на не удобренном фоне. Все возделываемые гибриды при этом сроке сева снижали свою продуктивность по сравнению с другими сроками сева. Отечественные гибриды, высеянные в этот срок, снижали урожай зерна на не удобренном фоне - на 1,2 - 9,5% по сравнению со средним и на 15,9 - 22,3% - с ранним сроком. Еще большее влияние на урожай оказывал поздний срок сева, особенно на гибриды иностранной селекции - ПР-38А24 и ПР-38х67. Они снижали урожай зерна на 7,2 -23,2% по сравнению со средним и на 28,1- 37,1% - по сравнению с ранним посевом. Прибавка урожая зерна, полученная на удобренном фоне, при позднем сроке сева, составила 2,8 - 2,9 т/га (24,7 - 27,3%) у гибридов Краснодарской селекции, а у Американских – от 2,0 до 3,6 т/га (19,2 - 39,1%). Наиболее урожайными и при этом сроке сева были гибриды - КР-385МВ и КР-382МВ (11,3 - 10,6 т/га). Из зарубежных гибридов самым урожайным, как и в другие сроки сева, оказался ПР-38А24 (10,4 т/га), что выше гибридов ПР-37Б05 и ПР-38х67 - на 1,0 – 1,2 т/га.
Обобщая полученные данные можно констатировать, что возделываемые гибриды обладают различным биоресурсным потенциалом, зависящим от природно-климатических условий зоны, уровня применяемой агротехники (удобрений, орошения) и в частности от сроков сева.
Таким образом, наибольший урожай получен на раннем сроке сева (t = 8-100C) с проведением одной предпосевной культивации, когда можно успеть максимально использовать накопившуюся за зиму влагу, опередить высокие температуры, наступающие в период оплодотворения кукурузы, а предпосевной культивацией с боронованием уничтожить первую волну сорняков и закрыть влагу, что способствует нагреванию почвы и мобилизации деятельности микроорганизмов.
В наших исследованиях к изменению агрометеорологических условий по годам исследований добавились и их колебания по срокам посева.
Структура урожая зерна кукурузы (ср. за 3г) представлена в табл.36 из которой следует, что гибриды отличались между собой по многим показателям в зависимости от сроков сева. Максимальная масса зерна с початка была сформирована при раннем сроке посева, на удобренном варианте (193,2 - 210,3г). При смещении срока сева на одну - две недели масса зерна с початка снижалась. Так, число зрен в початке у гибридов кукурузы на контроле (средний срок сева) было в пределах 491,2 - 442,0 штук. На удобренном варианте число зерен увеличивалось на 51,2 – 36,8 шт. или на 9 – 7%. Ранний срок сева преобладал над средним по числу зерен в початке на 5 - 8%, а при внесении удобрений - от 5 до 15% по гибридам соответственно. Количество зерен в початке у гибридов позднего срока сева было ниже, чем на контроле до 4%, а при внесении удобрений - до 7%.
Масса зерна с початка и масса 1000 зрен у всех гибридов зависели как от сроков сева, так и от вносимых удобрений.
К положительной стороне раннего срока посева можно отнести: во-первых, лучшую закладку и формирование зрен и, как следствие, большее число зрен на початке. Во-вторых - это потенциальная возможность увеличения массы 1000 зерен
Основным показателем качества зерна кукурузы является содержание крахмала (табл. 37). При раннем посеве наивысшим содержанием крахмала отличались гибриды Американской селекции (62,8 - 71,4%). В зерне гибридов Краснодарской селекции его содержалось - 60,8 - 61,9%. Вносимые удобрения повышали содержание крахмала в зерне среднеспелых и позднеспелого гибридов на 0,7 -2,9%. Наивысшим содержанием крахмала выделялся гибрид ПР38-А24 (71,4 -70,1%).
При среднем сроке сева содержание крахмала в зерне было выше, чем при раннем. Среднеспелые гибриды (КР-385МВ и КР-382МВ) повышали его на 1,5-0,7% без внесения удобрений и на 1,1 - 2,2% при их внесении. Среднепоздние гибриды (ПР38-А24 и ПР-37Б05) также повысили содержание крахмала в зерне, соответственно на 0,3 - 0,8% и 1,0 -2,2%. Наибольшим содержанием крахмала отличались гибриды зарубежной селекции, а из них - ПР38-А24 (71,1 - 72,2%).
Поздние посевы кукурузы содержали крахмала еще больше. У среднеспелых гибридов отечественной селекции его содержание в зерне составило 65,6 136
68,3% - на не удобренном фоне и 66,5 - 67,9% - при внесении удобрений, что выше соответственно на 6,4 - 4,8% и на 6,0 - 5,7%, чем при раннем сроке сева. По сравнению со средним сроком сева здесь также были выше показатели в среднем на 3,5 - 2,6% (без удобрений) и на 1,8 - ,5% (с внесением удобрений). Относительно высоким содержанием крахмала характеризовался гибрид - КР-385МВ.
Рост, развитие и накопление биомассы кукурузой в зависимости от сроков внесения гербицидов
Дальнейшее развитие зернового хозяйства предусматривает не только увеличение производства зерна, но и значительное увеличение его качества. Одним из основных приемов, способствующих улучшению качества зерна в условиях орошаемого земледелия, является применение органических и минеральных удобрений. Полученные данные по этому вопросу (табл. 71) дают возможность судить о влиянии удобрений на изменение качества зерна гибридов кукурузы.
Наиболее высоким содержанием N в зерне отличался районированный гибрид Росс 209МВ - 1,63%, а Р2О5 и К2О - среднепоздний гибрид – Краснодарский 419АСВ. Внесение удобрений приводило к изменению химического состава зерна всех возделываемых гибридов. Расчетная норма удобрений повышала содержание в зерне гибридов кукурузы азота на: 0,09% - Росс 209МВ, 0,03 - Кубанский 320СВ и на 0,02% - Краснодарский 419АСВ; фосфора соответственно на: 0,10; 0,10 и 0,06% и калия на – 0,08;0,20 и 0,27%.
Питательная ценность единицы сухого вещества зерна практически не зависила как от гибрида, так и от применения удобрений, но валовой его выход с 1 га значительно возрастал за счет увеличения урожаев.
Содержание сырого протеина (N х 6,25) увеличивалось за счет внесения удобрений у гибридов на: 0,57% (Росс 209МВ); 0,21% (Кубанский 320СВ) и 0,13% (Краснодарский 419А СВ.).
Сбор кормовых единиц непосредственно связан с урожайностью возделываемых гибридов (У1,32). Только за счет смены среднераннего гибрида кукурузы среднеспелым увеличивался сбор кормовых единиц с 1га на 0,52 тыс. ед., среднепоздним – на 1,69 тыс. ед. Внесение расчетной нормы удобрений обеспечивало дополнительный сбор кормовых единиц с 1га соответственно по гибридам: 4,32; 4,53 и 6,25 тыс. Внедрение перспективных гибридов кукурузы в производство может обеспечить дополнительный сбор протеина и кормовых единиц с 1га, при этом значительно улучшая химический состав зерна
Одной из основных проблем кукурузоводов является повышенная влажность зерна перед уборкой. Уборка зерна кукурузы повышенной влажности сильно повышает долю дробленого зерна, примесей и повреждений зародышей, что снижает его товарность. Такое зерно редко пригодно в качестве семенного материала. Расчеты показывают, что в среднем уменьшение влажности зерна при уборке на 1% снижает долю битых зерен и примесей на 2,2%. При влажности 35% доля битых зерен составляет до 10% (Адиньяев Э.Д., Адаев Н.Л., Испиева З.М., 2008). Сушка и доведение до кондиции зерна является дорогостоящим и энергозатратным процессом и поэтому поиск путей снижения влажности перед уборкой является актуальной задачей науки и производства.
Нами в течение 2013 – 2015 гг. впервые изучено влияние брексил- Zn и парааминобензойной кислоты (ПАБК) на уборочную влажность и урожайность зерна различных гибридов кукурузы. Способ снижения влажности зерна кукурузы при уборке, предусматривал опрыскивание посевов в фазу формирования генеративных органов (за 8 - 10 дней до появления метелки) баковой смесью брексил- Zn и ПАБК в соотношении 1:1, которую растворяли в воде (300 л/га). Этот метод позволял повысить урожайность и снизить влажность зерна перед уборкой на 2- 4%.
Наши исследования показали, что самая низкая уборочная влажность зерна установлена у гибрида ПP 38A24 (13,8%), что на 3,4 – 2,0 % ниже, чем у гибридов Бештау МВ и КР 382МВ.
Нашими исследованиями установлено, что из полевых культур наибольшую потребность в цинке проявляет кукуруза. Цинк влияет на процессы оплодотворения растений и развития зародыша, усиливает клеточное деление. Цинк, входя в состав карбоангидразы и карбоксилазы, участвует в процессе дыхания растений. Он активирует энолазу и образование фосфорных соединений, активизирует щавелевоуксусную дегидрогеназу, ответственную за образование пировиноградной кислоты, которая имеет важное значение для процесса обмена веществ в растительном организме (Адиньяев Э.Д., Адаев Н.Л., Амаева А.Г., Хамзатова М.Х., 2015).
Синергизм 2-х компонентов: брексил - Zn и ПАБК объясняется участием цинка в метаболизме со стимулятором и активатором роста, каким является ПАБК. Совместное их действие определяется достаточным содержанием ауксина, основного стимулятора роста.
Цинк принимает активное участие и в синтезе хлорофилла. Это особенно важно при формировании генеративных органов, когда цинк влияет на прочность связи хлорофилла с белково-липидным носителем. Важную роль цинк выполняет и в процессе оплодотворения. Совместное действие цинка и ПАБК воздействует на поступление и содержание минерального питания и ускоряет обмен веществ.
ПАБК – один из ведущих факторов антистрессовой защиты растений и микроорганизмов в посевах кукурузы. ПАБК - предшественник фолиевой кислоты, участвует в синтезе пуринов, которые входят в состав нуклеиновых кислот.
Способ осуществлялся следующим образом. Брексил-цинка (10%), содержащий 8% микрогранул, хорошо растворим в воде, рН (при 1% растворе воды) составляет 3,5. В такой среде ПАБК хорошо растворяется. Оба компонента обладают высоким синергизмом действия.
За счет такого синергизма компонентов оплодотворение и созревание початков кукурузы сокращался на несколько дней, что позволял к уборке снизить влажность зерна. При этом качество его значительно выше, чем на контроле (без подкормки). Обработка посевов смесью ПАБК и брексил- Zn обеспечивала повышение интенсивности фотосинтеза, положительно влияла на общий метаболизм растений. Под действием такой смеси сокращался вегетационный период. За счет подкормки ПАБК в смеси с брексил-цинка снижается токсическая нагрузка на агроценоз кукурузы. Процесс усиления фотосинтеза и в целом метаболизма способствует более интенсивному расходу воды и тем самым снижается влажность початков.