Изучение реакции гибридов кукурузы на сроки посева

Кукуруза – одна из высокоурожайных культур разностороннего использования. Кукуруза является важным пищевым продуктом, концентрированным кормом, пригодным для всех видов сельскохозяйственных животных, а также важным сырьем для промышленной переработки.

Зерно ее отличается высокими кормовыми достоинствами – 1 кг содержит 1,3 к. ед. В нем 65…70 % безазотистых экстрактивных веществ, 9…12 % белка, 4…5 % жира.

Помимо различных отраслей пищевой промышленности, кукурузу используют и многие другие виды промышленности: фармацевтическая, искусственных масс и волокон, красителей, клея, лаков, мыла, олифы и некоторые другие отрасли химической промышленности, которые и используют для переработки также стержни, обертку, стебли и нити кукурузы, изготовляя из них жидкую смолу, бутиловый спирт, изоляционные прокладки, линолеум, краски. Практически, растение кукурузы «безотходно».

Кукуруза широко используется на корм скоту, для чего служат все надземные части растения и различные отходы, получаемые при промышленной переработке кукурузы. В рационы кукурузу включают в качестве основного компонента и концентрированного корма. Особенно широко используют при кормлении свиней, птицы и КРС.

Как сочный корм кукуруза используется в виде силоса, приготовленного из початков и целых растений, убранных в фазе молочно-восковой спелости зерна. В 1 кг силоса, приготовленного из всей массы с початками, содержится 0,25…0,32 к. ед. и 14…18 г переваримого протеина.

Зерно кукурузы пригодно для кормления всех сельскохозяйственных животных. В рационах птицы и свиней кукурузное зерно покрывает основную потребность в углеводах и витаминах Е, В1, Д и отчасти в потребности в белке и минеральных веществах. Для кормления зерно используется в целом виде, в виде кукурузной муки или же грубо размолотой кукурузы. Дробление или размол улучшают ее усвояемость.

В современной теории и мировой практике кормопроизводства и кормления альтернативы кукурузе как основному энергетическому компоненту не найдено. В первую очередь это относится к кормлению свиней и птицы. Но в молочном и мясном скотоводстве высокие показатели продуктивности без этого компонента рационов также труднодостижимы. Снижение доли кукурузного зерна и замена его, например, ячменным приводит к уменьшению концентрации обменной энергии в единице сухого вещества рациона, а затем и к более или менее резкому падению продуктивности животных.

Велико и агротехническое значение кукурузы. При возделывании по интенсивной технологии после нее остается хорошо очищенное от сорняков поле, улучшается физическое состояние, что способствует накоплению более высоких запасов влаги, чем после культур сплошного сева.

Значение кукурузы и многосторонность использования определяется самим растением, его биологией и строением растения. Вместе с тем для хорошего развития и получения высоких урожаев кукурузе необходимо гармоничное сочетание всех условий окружающей среды.

Кукуруза на Южном Урале на фураж - это эффективное решение энергетической проблемы в рационах сельскохозяйственных животных. Однако выращиванию зерновой кукурузы препятствует дефицит тепла, характерный для региона. Для его преодоления необходимо полностью использовать ресурсы тепла для чего необходимо проводить посев кукурузы в оптимальные сроки.

Безуспешность многочисленных попыток возделывания кукурузы на зерно за Уралом связана главным образом с отсутствием гибридов, адаптированных к климатическим условиям региона.

Из изложенного вытекает актуальность представленной работы, посвященной проблеме оптимизации сроков посева двух групп гибридов.

Цель исследований: установить оптимальные сроки посева реестровых и перспективных гибридов кукурузы, обеспечивающие стабилизацию зерновой продуктивности и уборочной влажности зерна.

Задачи исследований:

Изучить условия вегетации кукурузы при различных сроках посева.

Исследовать влияние сроков посева на динамику развития, продуктивность и уборочную влажность зерна.

Дать экономическую оценку выращивании на зерно районированных и перспективных гибридов при различных сроках посева.

Исследования проведены на опытном поле Института агроэкологии – филиала Челябинского государственного агроинженерного университета в 2000-2002 годах.

1. Обзор литературы

1.1 Ботаническое описание кукурузы

Кукуруза является однолетним, однодольным, однодомным, перекрестноопыляемым, раздельнополым растением с мужскими и женскими цветками, сгруппированными в соцветия (метелка и початок) на одном и том же растении. Кукуруза относится к классу однодольные (Momocotyledanae), порядку Poales, семейству Poaceae, роду Zea (Г.Е. Шмараев, 1975; Р.У. Югенхеймер, 1979; В.С. Ильин, В.И. Гаценбиллер, 1995).

Кукуруза имеет мочковатую корневую систему, нитевидные корни которой в зависимости от сложившихся условий проникают довольно глубоко в почву (1.5…3 м и даже глубже 4 м) и обеспечивают снабжение растений водой со значительной глубины. Основная часть тонких корней расположена в пахотном слое почвы до глубины 20 см и распространена в стороны от стебля до 1 м и более.

Корневая система кукурузы имеет зародышевые и придаточные корни. Зачатки зародышевых корней (первичный корешок и различное число первичных и боковых корней) имеются уже в зародыше.

Образование корневой системы кукурузы зависит не только от гибрида, но и в значительной мере также от температуры и влажности почвы. Скороспелые низкорослые гибриды не развивают корневую систему до такой глубины и так широко по окружности, как высокорослые позднеспелые гибриды (В.С. Циков, Л.А. Матюха, 1989).

При нормальном сроке посева и в нормальных условиях развития боковые корни до определенной длины растут почти горизонтально и только затем углубляются в почву. Эти корни имеют значение только в начальный период роста до того момента, когда разовьются придаточные корни на более высоких узлах стебля. Придаточные корни образуются в базальной интеркаллярной меристеме нижних узлов стебля и составляют главную часть корневой системы к ним относятся также все воздушные опорные корни.

Первые придаточные узловые корни (4…5) образуются у основания второго узла молодого стебля примерно в то время, когда колеоптиль достигает поверхности почвы. Новые корни появляются на других узлах, расположенных невысоко над поверхностью почвы. На более высоко расположенных узлах образуются много крупных корней. На нижних пяти узлах эти корни растут в начале горизонтально и лишь через 4 недели после своего образования они углубляются. На более высоких узлах корни растут непосредственно вниз.

Наибольшая скорость развития корней происходит в начальном периоде роста. Растения высотой всего 1…2 см уже имеют корни длиной 30 см. Растения развивают корневую систему до глубины 30…40 см уже в первые недели после появления всходов, когда развилось всего 2 – 3 листа.

Кроме функционирующих придаточных корней, кукуруза может образовывать из самых нижних надземных узлов (3…4) воздушные корни, предотвращающие полегание растений и усиливающие их устойчивость к ветру. Эти корни при окучивании почвой образуют хорошо развитые мочковатые корни, которые могут хорошо питать растения и использовать осадки и росу во второй половине лета. Воздушные корни бывают наиболее многочисленные и наиболее толстые у позднеспелых высокорослых гибридов и при влажной погоде.

Кукуруза имеет прямой гладкий стебель высотой 0.6…5 м и более, толщиной 2…7 см, внизу более толстый, чем вверху, цилиндрический, состоящий из междоузлий. Число надземных междоузлий и узлов колеблется от 5…30, в зависимости от гибрида и условий внешней среды. Подземная часть стебля также, как и надземная, имеет форму конуса, обращенного вершиной вниз. Подземную часть стебля образуют около 4…9 очень коротких междоузлий, из узлов которых возникают придаточные корни, а на первых 4-х надземных узлах образуются воздушные (опорные) корни.

Высота стебля растения в определенных условиях возделывания кукурузы является показателем скороспелости гибрида, но она зависят не только от генотипа, но и от условий вегетации (от температуры и, особенно, количества осадков в период выметывания мужских соцветий), от густоты посева, длины светового дня и иных факторов. Суточный прирост стебля при благоприятных условиях может достигать 12 см и больше. Более высокорослые гибриды, как правило, бывают и более позднеспелыми, низкорослые гибриды – скороспелыми (В.С. Циков, Л.А. Матюха, 1989).

Междоузлия стебля кукурузы заполнены мягкими тканями, что повышает плотность стебля. Под корой стебля по периферии проходят многочисленные сосудистые пучки, окруженные защитным склеренхематическим слоем. К центру стебля количество проводящих сосудов уменьшается. Междоузлия, несущие початок, для сохранения равновесия отклонены от вертикальной оси стебля в сторону, противоположную от початка. Аналогичные искривления имеются на всех междоузлиях и узлах, из которых образуются побеги.

Заполненные тканями узлы придают стеблю прочность. В нижней части стебля междоузлия короче, чем в верхней. Кукуруза, как и другие злаки, может развивать из узлов боковые побеги. Из самых нижних узлов стебля у разных разновидностей гибридов кукурузы образуется различное число боковых побегов, которые в какой-то степени лишают главный стебель питательных веществ, что является отрицательным признаком кукурузы, особенно при возделывании на зерно.

Кукуруза имеет длинные линейно-ланцетовидные листья, отходящие по одному из каждого узла с 2-х сторон стебля. Каждый лист охватывает стебель всегда в направлении, обратном предыдущему листу (Я. Грушка, 1965, Г.М. Добрынин, 1969).

Число листьев на стебле сильно колеблется у разных разновидностей, сортов и даже в приделах сорта и соответствует числу узлов. Число листьев является признаком гибрида, но оно меняется также и в зависимости от условий произрастания. В условиях свободного опыления этот признак достаточно устойчив, отклонение от средней величины наблюдается только у 5…6 % растений. Число листьев на главном стебле находятся в прямой корреляции с размером листьев, с периодом вегетации и высотой растения.

Каждый лист состоит из цельной относительно широкой пластинки (5 – 12 см и более), с умеренно волнистыми краями. С нижней стороны лист гладкий, а с верхней слегка опушенный с толстой центральной жилкой и многими параллельными к основной жилками. Ниже идет более плотное влагалище с менее заметной центральной жилкой и вертикально расположенный коротко опушенный перепончатый язычок без ушек. Язычок развивается на верхней стороне листовой пластинки в месте соединения ее с влагалищем.

Влагалище охватывает междоузлия стебля под узлом, к которому прикреплен лист и укрепляет стебель тем больше, чем плотнее влагалище. Влагалище защищает стебель от повреждений, особенно в период начального роста, когда стебель очень водянист и ломок. К стеблю влагалище прикрепляется нижней своей частью и образует над узлом кольцевидное утолщение – листовой узел, который способствует выпрямлению стебля при его полегании. При росте междоузлия влагалище нижнего листа перекрывает влагалище листа следующего, более высокого междоузлия.

Проводящие пучки из стебля переходят в лист через широкое основание листа; в листе они расположены параллельно.

По краям листья растут быстрее, чем около центральной жилки, в результате чего образуется желобовидная форма листа с краями, загнутыми к центральной жилке. Желобовидное, косовертикальное расположение листьев позволяет растению использовать и незначительные осадки, а также росу, которая улавливается листьями и стекают к корням.

Листья имеют много устьиц. Устьица осуществляют связь растения с окружающей средой, участвует в газообмене, являются важным фактором в процессе фотосинтеза и регулируют испарение растением воды.

Кукуруза отличается от других злаковых растений прежде всего строением своих соцветий. Цветки кукурузы разнополые, однодомные, по два в колосе. Мужские цветки имеют 3 тычинки, рудиментарный пестик и 2 лодикулы (остатки ранее существовавшего околоцветника). Лодикулы расположены в виде мутовки наружу от тычинок. Функция сводится к тому, что во время цветения они в течение нескольких минут набухают и отгибают в сторону наружную цветковую чешую, облегчая вынос кверху пыльников на длинных и гибких тычиночных нитях. Оба цветка мужского колоса функциональны. Нижний сидячий, а верхний на короткой ножке. Колоски на ветвях метелки расположены парами.

Початки могут быть на верхушках всех боковых ветвей, образующихся из боковых почек узлов во всех пазухах листьев, кроме верхнего, который несет последнее междоузлие с метелкой. Эти укороченные боковые ветви, на концах которых развиваются початки, возникли из образований, аналогичных главному стеблю путем укорачивания междоузлий, так что влагалища отдельных листьев, налегая друг на друга, образовали листовую обертку, полностью закрывающую верхушку женского соцветия, которым оканчивается боковая ветвь.

Початок является гроздевидным соцветием, с сильно утолщенной осью – стержнем, на котором имеются до 14 продольных рядов сидячих пар колосков. В связи с тем, что пара колосков образует 2 зерна, початки всегда имеют четное количество рядов зерен – от 4 до 30 (чаще от 8 до 24). Число рядов зерен в початке являются характерным признаком гибрида, который обусловлен наследственностью, но на него могут оказывать влияние и условия внешней среды.

Стержень початка у различных разновидностей и гибридов бывает разной величины и формы (от цилиндрической до конусовидной). Цилиндрическая наиболее выгодная, т. к. зерна развиваются более равномерно и формируются одинаковыми по величине и форме на всем початке. Удельный вес стержня от общего веса початка колеблется от 10.5 до 40 % и выше (чаще 14 – 20 %).

Стержень имеет белую или красную окраску разных оттенков – это признак гибрида. Окраска стержня обычно соответствует окраске чешуй.

Початки в зависимости от гибрида кукурузы и формы стержня могут быть различного размера и формы. Початки тем длиннее, чем выше расположены на стебле. Форма, длина и толщина початка - признак гибрида, но он меняется под воздействием внешних условий. Толщина початка зависит от толщины стебля. На одном растении развивается один, реже два початка.

С сельскохозяйственной точки зрения большое значение имеет высота прикрепления початка. Наилучшим расположением початков является высота которая варьирует в пределах гибрида в зависимости то условий роста кукурузы от 50 до 80 см. Низкое расположение – это 30 см и ниже; высокое 100 см и выше от земли (Я. Грушка, 1965).

Зерновка кукурузы представляет собой односемянной плод. Масса 1000 зерен у мелкосемянных гибридов колеблется в приделах 100…150 граммов, у крупносемянных – 300 …400 г. В сухой надземной массе кукурузы доля зерна составляет 40…60 %. В зависимости от ботанической группы и гибрида, зерновки имеют различную окраску: белую, кремовую, желтую, оранжевую, красную (В.С. Циков, Л.А. Матюха, 1989).

1.2 Требования кукурузы к факторам среды

Кукуруза – это растение, которое в относительно короткий период вегетации образует большое количество органической массы, имеющей высокую калорийность. Это значит, что и корневая система, и надземные органы обладают высокой способностью ассимилировать энергию и питательные вещества в органической массе своего тела.

Для хорошего развития и высоких урожаев кукурузе необходимо гармоничное сочетание всех условий окружающей среды.

Кукуруза возделывается в очень различных природных условиях, в результате чего она подвержена влиянию целого комплекса факторов, воздействующих на биологические процессы и другие явления, происходящие в растениях. Поэтому переносить данные, полученные в одном месте, в другие районы невозможно (В.С. Ильин, В.И. Гаценбиллер, 1995).

В связи с этим данные о биологии кукурузы необходимо воспринимать критически, всегда с учетом местных условий, в которых они были получены, а также с учетом принадлежности гибрида к группе спелости.

Свет кукуруза использует исключительно интенсивно. Растения кукурузы на 1 га образуют 20000 – 50000 м² ассимилирующей зеленой площади, подверженной воздействию солнечного света. Величина площади ассимиляции увеличивается по мере интенсивности солнечного излучения, что связано с одновременным повышением температуры. Рост ассимилирующей поверхности ограничен только транспирацией, которая при интенсивном свете и высокой температуре может вызывать дефицит воды в растении. Развитие ассимилирующей площади зависит от функций корневой системы. Недостаточная ее активность, обусловленная, например, низкой температурой почвы, плохой аэрацией или реакцией почвенного раствора и т. п., вызывает замедленное образование зеленых органов и хлорофилла (Р. Ван дер Вин, Г. Мейер, 1962).

Оптимальная освещенность благоприятно влияет на активность ферментов в растении.

Кукуруза предъявляет требования не только в отношении интенсивности освещенности, но для нее также важна продолжительность периода освещения и определенное количество света на световой стадии. Световая стадия кукурузы начинается к концу второго этапа органогенеза, т. е. в период образования конуса нарастания метелки. Если в этот период кукуруза развивается в условиях короткого 10-ти часового дня, растение быстрее переходит к следующему этапу, на котором закладываются репродуктивные органы (скороспелые сорта на длину дня реагируют слабее). Короткий световой день ускоряет цветение, но уменьшает число листьев и высоту растения.

Следовательно, использование света растением кукурузы связано с многочисленными условиями внешней среды и внутренними факторами растений. Человек может воздействовать на этот процесс путем регулирования доступа света к ассимилирующим органам (густота посева) и питания растения (регулирование водного режима и питательных веществ в почве). Влияние внутренних факторов можно регулировать путем селекции и подбора гибридов, подходящих для данных природных условий.

Кукуруза – растение теплолюбивое. Для прохождения всего цикла развития ей необходима сумма температур от 1700 до 3100⁰С, хотя для скороспелых гибридов возможна более низкая температурная граница (Б.П. Гурьев, И.А. Гурьева, 1988).

Кукуруза предъявляет большие требования к температуре почвы и воздуха и не переносит резких колебаний температуры. Для нее представляют опасность поздние заморозки и понижение температуры осенью.

Прорастание семян и появление всходов происходит при температуре почвы 8…12^оС, что ускоряет прорастание и появление всходов и благоприятно влияет на весь последующий рост и развитие растения. Растения при низких температурах почвы всегда слабее, часто погибают, а оставшиеся медленно растут (А.Н. Ивахненко, 1974).

Развитие надземных частей кукурузы и корневой системы также зависит от температуры почвы. Температура почвы в ее поверхностных слоях зависит от температуры воздуха. Тепло в почве накапливается постепенно.

Большое значение для развития кукурузы имеет температура воздуха. При 15.5…18^оС кукуруза всходит в полевых условиях через 8…10 дней, при температуре 12…14^оС через 18…20 дней. Во влажной почве при температуре 21^оС всходы появляются через 5…6 дней.

Температура влияет и на поглощение питательных веществ.

Влияние температуры на биологические процессы кукурузы зависит от влажности среды, особенно в период прорастания до всходов. При низких температурах семена не набухают, задерживается их прорастание и появление всходов. Низкая температура способствует заражению зерна проростка и молодого растеньица болезнями, особенно при высокой влажности почвы (В.С. Циков, Л.А. Матюха, 1989).

Семена кукурузы, высеянные в почву, имеющую температуру около 0^оС, сравнительно долгое время могут оставаться живыми, но если они прорастут и после этого наступят низкие температуры, они погибают в результате нарушения физиологического равновесия или от поражения болезнями.

Низкие температуры опасны для кукурузы в период всходов. Растения могут переохладиться уже при температуре от 0 до 5 ^оС. В зависимости от продолжительности воздействия холода и влажности почвы в растениях кукурузы наблюдаются нарушения обмена веществ и процессов роста. При слабом повреждении растения в дальнейшем могут восстанавливаться, при более сильном - отмирают.

Важным фактором является температура воздуха перед выбрасыванием метелок; низкие ночные температуры замедляют рост, высокие ускоряют выметывание; теплая сухая погода оказывает влияние и на появление женских соцветий.

Устойчивость к холоду в большей степени является признаком гибрида и зависит от состояния и качества семян (поврежденные зерна более чувствительны к холоду). Реакция на температуру на поздних стадиях развития кукурузы является признаком гибрида.

Все жизненные процессы кукурузы находятся под воздействием тепла. Тепло является важным фактором продолжительности фаз роста и стадий развития этого растения. Поглощение питательных веществ и воды также зависит от температуры.

Температуру среды (почвы и воздуха) можно регулировать только в небольшой степени некоторыми агротехническими приемами, например, рыхлением почвы, мульчированием, а также мероприятиями, меняющими микроклимат – лесозащитные полосы, полив и т.п.. Влияние температуры на поглощение питательных веществ растением можно изменить в какой-то мере внесением удобрений.

Потребность в тепле, выраженная суммой температур, характеризует кукурузу как культуру, очень требовательную к теплу. Однако имеется большой генетический резерв для повышения ее холодостойкости (С.И. Мустяца и др., 1998). Выведение скороспелых, устойчивых гибридов кукурузы уменьшает ее зависимость от температуры.

Требования кукурузы к влаге значительные. Она поглощает воду из почвы энергично и использует ее довольно экономно, но высокий урожай можно получить лишь при правильном регулировании водного режима почвы или применения орошения. Почвенную влагу и поливную воду кукуруза использует эффективно.

Прорастающие семена кукурузы всасывают воду из почвы под давлением 16…27 атмосфер. Корневая система кукурузы обладает большой сосущей силой, поглощает воду в 3…6 раз быстрее, чем корневая система ячменя, овса или пшеницей.

На недостаток влаги в почве кукуруза реагирует замедлением или прекращением роста. Рост замедляется при влажности ниже 9,5 % усвояемой воды, при 6.7 % влаги начинается увядание, а при 3% рост кукурузы приостанавливается. Недостаток влаги проявляется в период роста листьев, которые в этом случае слабо развиваются (Ф.И. Мищенко, 1966; Н.И. Логачев, 1973). При достаточном количестве влаги площадь листовой поверхности возрастает.

Кукуруза поглощает воду со значительной глубины. Ее корни проникают, как правило, до 1,5…2 метров.

Воду кукуруза потребляет в большом количестве. Одно растение расходует за период вегетации около 200 литров воды. При густоте стояния 40 тыс. растений на 1 га все растения потребляют около 8 млн. литров воды, т.е. 80 л. на 1 м², или же 800 мм осадков. Однако для посева кукурузы достаточно 200 мм осадков за период вегетации, остальная потребность в воде покрывается за счет почвенных запасов и увлажненности воздуха. Норма 200 мм, безусловно, не является абсолютной. Использование осадков зависит от температуры воздуха и почвы, а также от их распределения в период вегетации, от интенсивности дождей, от свойств почвы и от удобрения посевов.

На развитие кукурузы влияет состав и движение атмосферы. Из элементов атмосферы особенно большое значение имеет содержание в воздухе водяных паров. В теплых и засушливых районах сухой воздух способствует чрезмерной транспирации и испарению воды из почвы. Вследствие этого может наблюдаться нарушение равновесия между испарением воды листьями и поглощением воды корнями. Поэтому сохранение воды в почве является одной из важных задач агротехники (П.П. Домашнев, 1968; Н.Г. Грибкова, Н.Н. Наточиева, 1982).

Достаточно густые посевы кукурузы удерживают в своем травостое влажность воздуха на высоком уровне, что является одним из факторов, благоприятно влияющих на водный баланс кукурузы.

Движение воздуха (ветер) способствует опылению кукурузы. Сильные ветры вызывают полегание растений в посеве, устойчивость к которому являются признаком гибрида (Я. Грушка, 1965).

Кукуруза растет на различных типах почв, но максимальные урожаи дает на глубоких легких суглинистых и супесчаных почвах с хорошей водоудерживающей способностью и водопроницаемостью. Оптимальная реакция почвенного раствора близка к нейтральной (рН 6.5…7.5). Однако культура может приспосабливаться к реакции почвенного раствора в довольно широких приделах – от 5,5 до 8,0. Почвы с повышенной кислотностью (рН ниже 5), склонные к заболачиванию, а также сильно засоленные, для возделывания кукурузы непригодны.

Оптимальная плотность почвы для этой культуры на большинстве типов почв должна быть в приделах 1,1…1,3 г/см³. Хорошо растет и развивается кукуруза на легких почвах, но при соответствующей их заправке органическими и минеральными удобрениями. Это объясняется тем, что такие почвы прогреваются раньше, чем почвы тяжелого механического состава (В.С. Циков, Л.А. Матюха 1989).

Из вышесказанного можно сделать вывод, что кукуруза довольно требовательна к условиям произрастания. Вместе с тем она обладает важнейшей особенностью продуктивно использовать почвенно-климатические факторы и при правильном подборе гибридов, высоком уровне агротехники обеспечивать высокий урожай.

1.3 Роль сроков посева в формировании урожая и управления его качеством

Различия в редакции генотипов на экологические факторы проявляются и в разной отзывчивости на изменения агротехнических условия выращивания. Поэтому максимальный урожай гибрид формирует при оптимальной для него сочетаний агроприемов, т. е. на фоне специфической сортовой агротехники. В.Ф. Мойсейченко (1996г.) отмечает, что основанная функция сортовой агротехники – создание условий для максимальной реализации генетического потенциала гибрида как в оптимальных, так и в неблагоприятных условиях. К важнейшим элементам сортовой агротехники относят сроки посева, густоту растений, минеральное питание – т.е. факторы, в отзывчивости на которые проявляются достоверные различия как между отдельными гибридами, так и между группами скороспелости. По данным А.Н. Силантьева (1986г.) на долю сортовой агротехники приходится около 60% влияния внешних факторов, определяющих урожайность.

Таким образом, адаптация кукурузы в определенных агроэкологических условиях не ограничивается обоснованием принципов подбора гибридов, но предполагает и оптимизацию их сортовой агротехники, дифференцированной в соответствии с нормой реакции генотипа.

Срок посева наиболее радикально воздействует на агроэкологическую обстановку, определяя такие ее составляющие, как фотопериод, тепло- и влагообеспеченность, фотосанитарные условия и.д. Поэтому влияние срока посева на рост и развитие кукурузы зависит от генетически обусловленной реакции гибрида на целый комплекс факторов среды, что предполагает изучение этого вопроса в связи с агроклиматическими и погодными условиями

Традиционный для Зауралья срок посева – с конца второй до начала третьей декады мая, обоснован ходом суточной температуры и привязан к устойчивому переходу ее через 10 °С в дециметровом слое. Экспериментальное подтверждение этого ограничения получено в многочисленных исследованиях, проведенных в разных климатических зонах и в различные периоды. Посев в непрогретую почву, как правило удлиняет период прорастания семян, что может привести к снижению полевой всхожести и энергии начального роста.

Однако, как уже показано, результат действия низких температур на семена и проростки в каждом конкретном случае определяется холодостойкостью гибрида. Подход, при котором оптимизация сроков посева рассматривается в связи с холодостойкостью, сформулирован для умеренной зоны России с 70-х годов А.Н. Ивахненко (1974), указывает на возможность посева холодостойких форм в почву с температурой 6…8 °С при условии продолжительности охлаждения не более 5…7 суток.

Благодаря целенаправленной селекции на холодостойкость современный подход к вопросу о сроках посева претерпел некоторые изменения. Исследования, проведенные за последние 15…20 лет, показали, что даже в умеренном климате для современных интенсивных гибридов оптимальные сроки посева наступают на 10…20 дней раньше принятых (Ильин, 1982). При этом прибавки урожая, колеблющиеся от 16 до 30%, формируется под влиянием комплекса факторов: удлинение периода активной вегетации и накопления сухого вещества, оптимизация водного и теплового режимов в различные периоды вегетации, уменьшение потерь за счет уборки в более ранние сроки. Поскольку дополнительный сбор сухого вещества формируется за счет початков, ранние сроки посева обеспечивают повышения энергетической ценности урожая.

Помимо температур охлаждения, важный фактор, определяющий выбор сроков посева – поздние весенние заморозки. С учетом позиционной устойчивости кукурузы к температурам замерзания (Грушка, 1965; Шмараев, 1975) предельные сроки посева ограничиваются вероятностью выхода растений из фазы третьего листа к дате последнего заморозка интенсивностью более 2 °С. Исходя из этого ограничения, на Южном Урале заморозки не представляют реальной опасности при посеве в первой декаде мая.

В лесостепи Зауралья, где переход среднесуточной температуры воздуха через 10 °С в зависимости от зоны отмечаются с 5…7 до 10…13 мая, при традиционно поздних сроках посева кукурузы теряется не менее 150 градусов активных температур. То же отмечают В.С. Ильин, В.И. Гаценбиллер (1995) для лесостепной зоны Западной Сибири, указывая на неприемлемость для региона идеального срока посева, связанного с прогреванием почвы до 10…12°С. Поэтому оптимизация сроков посева должна рассматриваться здесь как один из главных факторов реализации продуктивного потенциала кукурузы даже при использовании раннеспелых гибридов.

Негативные последствия ранних сроков проявляться в активизации биотехнических факторов – вредителей, болезней и сорняков. Поэтому проблема жизнеспособности семян в непрогретой почве не огранивается холодостойкостью гибридов. Я. Грушка (1965), связывает снижение полевой всхожести под влияние низких температур с грибными заболеваниями. Большинство авторов в условиях холодной весны основную роль отводят грибам родов Pythium, Penicillium, Alternaria, Fusarium; и не исключают возможности участия в комплексе патогенов на Урале видов Helmintosporium turcicum, Nigrospora orysae, способных вызвать снижение урожайности от 14…15 до 50 %.

Не меньшую опасность при затягивании периода прорастания семян представляют почвообитающие вредители (Циков, Матюха, 1989), среди которых на Урале и Западной Сибири наиболее вредоносны проволочники и ложнопроволочники (Силантьев, 1996).

Таким образом, к факторам, ставящим выбор сроков посева в зависимости от температуры почвы, относится не только и не столько непосредственное воздействие охлаждения, сколько возможное комплексное поражение семян патогенами и вредителями.

Другая отрицательная сторона ранних сроков посева проявляются в повышенной вероятности засорения кукурузы малолетними сорняками Как отмечает В.С. Ильин (1982) основная масса сорняков в посевах кукурузы в Западной Сибири представлена поздними яровыми, среди которых около 60 % приходится на долю злаковых, преимущественно просовидных сорняков. Связь сорняков этой группы со сроками посева обусловлена особенностями динамики их прорастания. Так семена ежовника куриного, приуроченного в основном к северной лесостепи, начинают прорастать при температуре 10…12°С; еще более теплолюбиво просо волосовидное, занимающие аналогичную нишу в южной лесостепной зоне и характеризующееся минимальной температурой прорастания 12…14°С (Циков, Матюха, 1989).

В отличии от традиционных зон кукурузосеяния, где поздние яровые сорняки эффективно подавляются в системе предпосевной обработки почвы, на фоне короткого переходного периода роль приема снижается по мере смещения посева на более ранние сроки. В Зауралье виды этой группы появляются в посевах зерновых после кущения и наносят лишь в отдельные годы. Но для кукурузы, с ее слабой конкурентной способностью в ювенильном возрасте, просовидные сорняки стали специализированной группой с высокой вредоносностью, борьба с которыми при ранних сроках посева почти целиком переносится на послепосевной период.

Таким образом, формально при оптимизации сроков посева возникают два ограничения – с одной стороны, температурный режим начала вегетации, детерминирующий рост и развития растений в ювениальном возрасте, а также фотосанитарную обстановку, с другой – общие ресурсы тепла, определяющие вероятность достижения кукурузой необходимых стадий развития. Поэтому выбор оптимальных сроков посева определяется множеством факторов, главными из которых являются общие ресурсы тепла, температурный режим почвы и воздуха в период прорастания семян с учетом их колебания по годам, фитосанитарная обстановка, скороспелость гибридов и их реакция на теплообеспеченность, уровень защиты растения и др. В связи с разнообразием этих факторов, сложным и неизвестным априори характером их взаимодействия решение вопроса об оптимальных сроках посева может быть получено только в результате длительных исследований в многофакторных полевых опытах.

2. Характеристика места и условий работы

2.1 Агроклиматические условия

Опыт проводился в Челябинской области с. Миасское, на опытном поле Института агроэкологии.

Климат области континентальный. Основными особенностями климата являются холодная и продолжительная зима, теплое лето с периодически повторяющимися засушливыми явлениями, короткие переходные сезоны с частыми заморозками. Резкие похолодания весной и осенью нередко сопровождаются обильными снегопадами, временным установлением снежного покрова, что на 5…10 дней может прекратить полевые работы, как в мае, так и в сентябре.

Самый холодный месяц года – январь, самый теплый – июль. В суровые зимы абсолютный минимум температуры воздуха опускается до 44…48, а в пониженных частях рельефа до 52 градусов. Ночные температуры от минус 25 до минус 30 градусов наблюдается ежегодно. Абсолютный максимум температуры достигает от плюс 38 до 41 градуса, но чаще всего максимальные дневные температуры составляют от плюс 28 до 33 градусов (Агроклиматические ресурсы …1977).

Осадков за период активной вегетации растений выпадает в пределах 240…250 мм. Влагозапасы в метровом слое почвы к моменту посева зерновых культур бывают, как правило, достаточные – 140…170 мм. Гидротермический коэффициент (по Селянинову) в весенне-летний период составляет 1,2…1,4.

Устойчивый снежный покров устанавливается в середине ноября, достигает 30…40 см и сохраняется 150…160 дней. Он обеспечивает благоприятные условия перезимовки озимых культур (А.П. Козаченко, 1997).

2.2 Почвенные условия

Опыт закладывался на чернозёме выщелоченном среднемощном высокогумусном тяжелосуглинистом. Данная почва типична для большинства пахотных угодий Челябинской области.

Чернозем выщелоченный обладает достаточно мощным перегнойным горизонтом (до 30 см) с содержанием гумуса 6…9%. Реакция почвенного раствора слабокислая или близкая к нейтральной, наиболее благоприятна для возделывания любых сельскохозяйственных культур.

Обеспеченность растений азотом зависит от процессов минерализации и нитрификации азотистых соединений почв. На парах они активны, поэт