Особливості формування врожайності гібридів кукурудзи залежно від технологічних прийомів вирощування в умовах Лісостепу

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНИЙ НАУКОВИЙ ЦЕНТР

“ІНСТИТУТ ЗЕМЛЕРОБСТВА УКРАЇНСЬКОЇ АКАДЕМІЇ АГРАРНИХ НАУК”

УДК 631.15:631.8:632.954

ОСОБЛИВОСТІ ФОРМУВАННЯ ВРОЖАЙНОСТІ ГІБРИДІВ КУКУРУДЗИ ЗАЛЕЖНО ВІД ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРИЙОМІВ ВИРОЩУВАННЯ В УМОВАХ ЛІСОСТЕПУ

Спеціальність: 06.01.09 - рослинництво

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Сербенюк Ганна Анатоліївна

Київ 2010

Дисертацією є рукопис

Дисертаційна робота виконана в ННЦ “Інститут землеробства УААН” протягом 2006-2008 рр.

Науковий керівник: кандидат сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник СВИДИНЮК Іван Миколайович, ННЦ “Інститут землеробства УААН”, завідувач лабораторії інтенсивних технологій зернових колосових культур і кукурудзи

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник ПАЩЕНКО Юрій Михайлович, завідувач відділу технологій вирощування зернових, зернобобових і олійних культур, директор Інституту зернового господарства УААН

кандидат сільськогосподарських наук МОКРІЄНКО Володимир Анатолійович, доцент кафедри рослинництва Національного університету біоресурсів і природокористування України Кабінету Міністрів України

Захист відбудеться “25” березня 2010 р. о “10” годині на засіданні Спеціалізованої вченої ради Д 27.361.01 при ННЦ “Інститут землеробства УААН”.

Відгуки на автореферат у двох примірниках, завірені печаткою, просимо надсилати на адресу: Україна, 08162, смт. Чабани Києво-Святошинського району Київської області, ННЦ “Інститут землеробства УААН”, вченому секретареві Спеціалізованої вченої ради.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці ННЦ “Інститут землеробства УААН”.

Автореферат розісланий “24” лютого 2010 р.

Вчений секретар

Спеціалізованої вченої ради,

кандидат сільськогосподарських наук Л.О. Кравченко

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Кукурудза - цінна сільськогосподарська культура. За посівними площами вона займає у світовому землеробстві друге місце серед культурних рослин, поступаючись лише пшениці. Посівні площі, урожайність і валові збори зерна кукурудзи в Україні не відповідають ґрунтово-кліматичним можливостям та генетичному потенціалу цієї культури. Вони можуть бути значно вищими. Генетично зумовлений потенціал продуктивності сучасних гібридів кукурудзи досягає 10 - 15 т/га, однак врожайність зерна у виробничих умовах у 2,0 - 2,5 рази менше. Відповідно реалізація генетичного потенціалу продуктивності кукурудзи у різних ґрунтово-кліматичних умовах є важливим завданням агрономічної науки і практики та можлива лише за рахунок розроблення ефективних технологій вирощування.

Актуальність теми. Вагомий внесок у розробку технологій з підвищення урожайності зерна кукурудзи, в тому числі і з'ясування закономірностей формування елементів її продуктивності, зробили вчені М.М. Кулєшов, С.С. Андрєєнко, Ф.М. Куперман, Г.П. Устименко, С.А. Баранов, Е.Д. Морозова, Т.А. Лєванова та ін. Відповідні технології базуються на глибокому вивченні процесів формування елементів продуктивності за етапами органогенезу та їх управлінні з метою максимальної реалізації закладеного потенціалу у кінцевій господарській врожайності. Для гібридів кукурудзи нового покоління з потенціалом продуктивності 10-15 т/га зерна дослідних даних з вивчення біологічних особливостей формування основних структурних елементів їх продуктивності і можливості керування цими процесами за допомогою технологічних прийомів недостатньо. Все це стримує розроблення технологічних заходів, які направлені на підтримання закладеного на початкових етапах органогенезу потенціалу продуктивності і його реалізації в кінцевому господарському врожаї, з метою максимального використання ґрунтово-кліматичних ресурсів та генетичного потенціалу сучасних гібридів, що і визначило вибір теми дисертації.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота є складовою частиною тематичних планів лабораторії інтенсивних технологій зернових колосових культур і кукурудзи ННЦ,,Інститут землеробства УААН” з виконання науково - технічної програми УААН на 2006 - 2010 рр.,,Зернові культури” підпрограми 1 “Біологічні та технологічні основи вирощування кукурудзи та сорго” (номер державної реєстрації 0106U010351).

Мета і завдання досліджень. Метою роботи було з'ясувати особливості формування продуктивності гібридів кукурудзи нового покоління залежно від системи удобрення і методів захисту посівів від бур'янів та удосконалити технологію вирощування даної культури в умовах Лісостепу.

Відповідно до поставленої мети передбачалось вирішення наступних завдань:

-- встановити морфофізіологічні особливості росту та розвитку рослин і формування елементів продуктивності сучасних гібридів кукурудзи залежно від системи удобрення та захисту посівів від бур'янів;

-- визначити динаміку формування асиміляційної поверхні рослинами кукурудзи та ефективність її роботи залежно від системи удобрення та догляду за посівами;

-- виявити рівень впливу технології вирощування кукурудзи на водний і поживний режими ґрунту;

-- визначити ефективність застосування на посівах нових гербіцидів Люмакс 537,5 SE, Мілагро 040 SC + Калісто 480 SC;

-- визначити вплив погодних умов та технологічних прийомів на урожайність і якість зерна кукурудзи;

-- дати економічну та енергетичну оцінку застосування мінеральних добрив та заходів захисту посівів від бур'янів.

Об'єкт дослідження - процес формування елементів продуктивності гібридів кукурудзи за етапами органогенезу і технологічної якості зерна залежно від системи удобрення та захисту від бур'янів.

Предмет дослідження - гібриди кукурудзи на зерно Случ СВ та Мучо, системи удобрення, методи захисту посівів від бур'янів.

Методи дослідження. У роботі застосовували загальнонаукові та спеціальні методи досліджень: польовий - для визначення взаємодії об'єкта досліджень з біотичними і абіотичними факторами агроценозу; вимірювально-ваговий - для встановлення висоти та густоти стояння рослин, площі листкової поверхні, сухої речовини, вологості ґрунту і структури рослин кукурудзи; лабораторні: хімічний - для визначення агрохімічних показників родючості ґрунту, рослин та визначення якості зерна; морфофізіологічний - для визначення розвитку конуса наростання рослин кукурудзи та етапів органогенезу; математично-статистичний - для визначення достовірності отриманих результатів досліджень; порівняльно-розрахунковий - для визначення економічної та енергетичної ефективності технології вирощування кукурудзи. кукурудза гібрид удобрення посів

Наукова новизна одержаних результатів полягає у встановленні особливостей формування елементів продуктивності гібридів кукурудзи вітчизняної і зарубіжної селекції залежно від ґрунтово-кліматичних умов і технологічних прийомів вирощування. Розроблені ефективні методи захисту посівів кукурудзи від бур'янів за умов внесення гербіцидів: ґрунтового - Люмакс 537,5 SE і суміші страхових гербіцидів Мілагро 040 SC + Калісто 480 SC. Визначено вплив технологічних прийомів вирощування кукурудзи на функціонування асиміляційного апарату, накопичення вегетативної маси та сухої речовини, водний та поживний режими ґрунту. Вперше в умовах Лісостепу визначені морфофізіологічні та біологічні особливості закладання елементів продуктивності за етапами органогенезу у гібридів Случ СВ, Мучо та встановлені для них дози мінеральних добрив, які забезпечують максимальну реалізацію генетичного потенціалу продуктивності у господарській врожайності. Визначена економічна та енергетична оцінка кращих технологічних прийомів вирощування кукурудзи на зерно.

Практичне значення одержаних результатів полягає в удосконаленні технологічних прийомів управління продуктивним потенціалом середньоранніх гібридів кукурудзи, що дозволяє в умовах Лісостепу на темно-сірих опідзолених ґрунтах отримати 10 - 12 т/га зерна з високим вмістом протеїну - до 13 %, при собівартості 500 - 700 грн/т.

Наукові розробки пройшли виробничу перевірку і в 2009 р. впроваджені у Приватному агропромисловому підприємстві “Дзвін” Чортківського району Тернопільської області на загальній площі 75 га і в Агрофірмі “Мрія” Володарського району Київської області на площі 50 га, що забезпечило отримання урожайності відповідно 10,38 і 8,54 т/га та умовно-чистого прибутку відповідно 5435 і 2540 грн./га.

Особистий внесок здобувача. Опрацьовано вітчизняні та зарубіжні літературні джерела, проведено польові та лабораторні дослідження, проаналізовано експериментальний матеріал, сформульовано основні положення, висновки та рекомендації виробництву, здійснено науковий супровід впровадження результатів досліджень у виробництво, підготовлено до друку статті за темою дисертації.

Апробація результатів дисертації. Основні положення і результати дисертаційної роботи оприлюднені та обговорені на науково-практичних конференціях молодих вчених: ,,Енергозберігаючі технології в землеробстві за ринкових умов господарювання” (Чабани, 2006 р.);,,Інноваційний розвиток систем землеробства та агротехнологій в Україні” (Чабани, 2007 р.);,,Роль біологічного землеробства у виробництві конкурентоспроможної сільськогосподарської продукції” (Чабани, 2008 р.); засіданнях лабораторії інтенсивних технологій зернових колосових культур і кукурудзи та методичної комісії з питань землеробства та рослинництва ННЦ ,,Інститут землеробства УААН” (2006 - 2009 рр.)

Публікації. За результатами досліджень за темою дисертації опубліковано 6 наукових праць, з них 3 у фахових виданнях.

Структура та обсяг дисертаційної роботи. Дисертаційна робота складається із вступу, 8 розділів, висновків, рекомендацій виробництву, списку використаної літератури (303 джерела, з них 15 - латиницею) та додатків. Робота викладена на 210 сторінках машинописного тексту, включає 28 таблиць, 6 рисунків і 13 додатків.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

РОЗДІЛ 1. ОСОБЛИВОСТІ ФОРМУВАННЯ ВРОЖАЙНОСТІ КУКУРУДЗИ НА ЗЕРНО ЗАЛЕЖНО ВІД МІНЕРАЛЬНИХ ДОБРИВ І СИСТЕМИ ЗАХИСТУ ВІД БУР'ЯНІВ (огляд літератури)

Узагальнено результати багаторічних досліджень вітчизняних і зарубіжних вчених щодо морфофізіологічних особливостей формування продуктивності гібридів кукурудзи різних груп стиглості залежно від технологічних прийомів вирощування. Наведено дані із застосування різних доз мінеральних добрив та методів захисту посівів кукурудзи від бур'янів. На основі аналізу літературних джерел виявлено стан досліджень з вивчення впливу технологічних факторів на ріст і розвиток та формування продуктивності рослин кукурудзи, що дозволило провести обґрунтування і вибір теми дисертації.

РОЗДІЛ 2. УМОВИ І МЕТОДИКА ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДЖЕНЬ

Польові дослідження проводились протягом 2006 - 2008 рр. у стаціонарному багатофакторному досліді лабораторії інтенсивних технологій зернових колосових культур і кукурудзи ННЦ „Інститут землеробства УААН” закладеному у 1987 році у державному підприємстві “Дослідне господарство Чабани” смт. Чабани Києво-Святошинського району Київської області (північна частина Правобережного Лісостепу України).

Ґрунт дослідної ділянки - темно-сірий опідзолений крупнопилувато - легкосуглинковий на лесовидному суглинку, із вмістом гумусу 1,8 - 2,2 %, рухомого фосфору 15 - 18 мг/100 г, обмінного калію 10 - 14 мг/100 г ґрунту, вміст азоту, що легко гідролізується 80 - 90 мг/кг ґрунту, реакція ґрунтового розчину - рН 5,8 - 6,0.

Погодні умови в роки проведення досліджень різнилися і мали істотні відхилення від середньобагаторічних показників. Протягом вегетаційного періоду кукурудзи найбільше опадів випало у 2006 і 2008 роках - 407 і 401 мм, за норми 313 мм. Середня температура повітря була в межах середньобагаторічної норми.

Польові дослідження закладались і виконувались із урахуванням усіх вимог методики дослідної справи (Б.А. Доспехов, 1985). Загальна площа ділянки з добривами в досліді - 420 м², ділянки ІІ порядку (добриво, гібрид, система захисту) - 42 м², облікової ІІІ порядку - 28 м^2, повторність досліду - чотириразова. Мінеральні добрива: аміачну селітру (N - 34,4 %), суперфосфат гранульований (Р2О5 - 19,5 %), хлористий калій (58 - 60 %), згідно зі схемою (табл. 1). Попередником кукурудзи у сівозміні є пшениця озима.

Таблиця 1

Схема досліду

Ефективність кожного варіанту удобрення в досліді вивчалася на фоні трьох методів захисту посівів від бур'янів: хімічного, комбінованого і агротехнічного. Насіння кукурудзи перед сівбою протруювали препаратом Максим XL, т.к.с. у дозі 1 л/т. Хімічний метод включав внесення ґрунтового гербіциду Люмакс 537,5 SE, с.е. в дозі 4 л/га. Агротехнічний метод полягав у проведенні трьох міжрядних обробітків (перший - в фазу 3 - 5 листків; другий - в фазу 7 - 8 листків; третій - в фазу 8 - 10 листків із підгортанням рослин). Комбінований метод включав три культивації і внесення суміші гербіцидів Мілагро 040 SC, к.с. (1,0 л/га) + Калісто 480 SC, к.с. (0,2 л/га).

У досліді висівали ранньостиглий гібрид Случ СВ (ФАО 190) селекції ННЦ „Інститут землеробства УААН” і середньоранній Мучо (ФАО 290) зарубіжної селекції (оригінатор - компанія “Сингента”, Швейцарія), з густотою посіву 80 тис/га на період збирання. Агротехніка у досліді відповідала рекомендованій на час проведення досліджень для зони Лісостепу, за виключенням факторів, які були поставлені на вивчення.

Дослідження виконували відповідно до загальноприйнятих методик:

- вміст продуктивної вологи визначали у метровому шарі ґрунту через кожні 20 см за ДСТУ ISO 11465:2001 термостатно-ваговим методом;

РОЗДІЛ 3. ВПЛИВ СИСТЕМИ УДОБРЕННЯ КУКУРУДЗИ НА ЗАПАСИ ВОЛОГИ ТА ПОЖИВНИХ РЕЧОВИН У ҐРУНТІ

Вологість ґрунту і використання води рослинами кукурудзи. Посіви кукурудзи в середньому за роки досліджень були добре забезпечені вологою протягом періоду вегетації, що дало змогу сформувати високу урожайність зерна. На час сівби в орному шарі ґрунту накопичувалось 22 - 30 мм продуктивної вологи, тобто умови для своєчасної появи сходів та наступного розвитку рослин були сприятливими. Найнижчий коефіцієнт водоспоживання 229 м³/т був у гібриду Мучо і 294 м³/т у гібриду Случ СВ за внесення добрив у дозі N₁₃₅P₁₃₅K₁₈₀ за хімічного методу захисту від бур'янів. Збільшення його відмічалось у контрольному варіанті: у гібриду Случ СВ - до 882 м³/т; у гібриду Мучо - до 744 м³/т за агротехнічного методу контролю захисту від бур'янів.

Результати досліджень показали, що при застосуванні добрив коефіцієнт водоспоживання у обох гібридів знижувався. На цей показник впливали і методи захисту від бур'янів. Так, за хімічного методу коефіцієнт водоспоживання зменшувався в середньому за варіантами удобрення на 9 % порівняно з агротехнічним методом. Під час збирання врожаю більше доступної вологи було на ділянках удобрених варіантів, оскільки добрива сприяють кращому росту і розвитку рослин, більшому наростанню вегетативної маси, яка затіняє ґрунт. Тому непродуктивне випаровування вологи знижується, і, незважаючи на збільшення використання вологи на формування вегетативної маси, все ж відбувається ефективніше її використання порівняно з варіантом без добрив. Також слід відмітити, що коефіцієнт водоспоживання у гібриду Случ СВ підвищувався за рахунок формування меншої листкової поверхні, що було причиною непродуктивної втрати вологи та збільшенням випаровування з поверхні ґрунту у зв'язку з меншим його затіненням надземною масою посіву.

Запаси і динаміка поживних речовин у ґрунті. Добрива, що застосовувались у досліді, суттєво впливали на запаси основних макроелементів у ґрунті. Найбільші запаси доступних форм азоту відмічено в передпосівний період (205 - 330 кг/га). У наступні фази росту і розвитку кукурудзи його запаси знижувалися і були найменшими на час збирання (187 - 251 кг/га).

Накопичення рухомого фосфору у шарі ґрунту 0 - 20 см та диференціація за профілем ґрунту зумовлена активнішим його споживанням рослинами кукурудзи з глибших ґрунтових горизонтів та поступовим накопиченням фосфору у верхньому шарі ґрунту, внаслідок застосування фосфорних добрив та перетворення за допомогою мікрофлори залишків рослинної біомаси.

Запаси калію в ґрунті найвищими були у передпосівний період (168 - 450 кг/га); зменшення його відбувалося поступово і у фазі повної стиглості показники становили 150 - 420 кг/га. Ці зміни за запасами калію в ґрунті на протязі вегетації пояснюються посиленим його поглинанням рослинами кукурудзи, особливо в період формування зерна.

Внесення високих доз мінеральних добрив позитивно впливало на поживний режим ґрунту, а також сприяло інтенсивному росту рослин. Застосування мінеральних добрив за достатньої площі живлення кукурудзи покращувало поживний режим ґрунту, створювало оптимальні умови для росту, розвитку, прискорювало продукційні процеси у рослинах.

РОЗДІЛ 4. ЕФЕКТИВНІСТЬ ЗАХОДІВ ЗАХИСТУ КУКУРУДЗИ ВІД БУР'ЯНІВ

У середньому за роки досліджень кращий фітосанітарний стан посівів кукурудзи створювався у варіанті за внесення ґрунтового гербіциду Люмакс 537,5 SE. Зниження кількості бур'янів порівняно з варіантом без гербіцидів складало 90 - 96 % за кількістю бур'янів і 74 - 84 % за їх масою. Дещо гірший фітосанітарний стан відмічено за комбінованого методу, який передбачав три культивації міжрядь і застосування суміші гербіцидів Мілагро 040 SC + Калісто 480 SC - 45 - 82 % за кількістю бур'янів і 45 - 59 % за їх масою, тому що на період застосування страхових гербіцидів деякі види бур'янів (мишій сизий, щириця звичайна) переростають і стають стійкими до дії гербіцидів і повністю захистити посіви кукурудзи від бур'янів за допомогою цих гербіцидів проблематично.

Використання добрив при вирощуванні кукурудзи в наших дослідженнях значно підвищувало засмічення посівів бур'янами. Так, внесення N₁₃₅P₁₃₅K₁₈₀ на фоні застосування побічної продукції озимої пшениці в середньому за 2006 - 2008 рр. збільшувало кількість бур'янів у фазі 4 - 5 листочків в 2,2 - 2,6 рази порівняно з контролем. У варіанті із внесенням N₉₀P₉₀K₁₂₀ на фоні заробляння соломи озимої пшениці - кількість бур'янів порівняно до контролю збільшувалась на 42 - 50 %.

Ефективність хімічного і комбінованого методу збільшувалась зі збільшенням дози мінеральних добрив. За допомогою агротехнічних засобів у посівах кукурудзи знищувалось до 70 % бур'янів, але несвоєчасне рихлення внаслідок погіршення погодних умов, може призвести до значної забур'яненості і зниження врожайності, що спостерігалось в 2006 р.

РОЗДІЛ 5. ОСОБЛИВОСТІ ФОРМУВАННЯ ЕЛЕМЕНТІВ ПРОДУКТИВНОСТІ РОСЛИНАМИ КУКУРУДЗИ

Залежно від умов мінерального живлення, на V, VII і Х етапах нами проведено підрахунок кількості зачатків качанів, які утворилися на рослині, кількості рядів зерен на качані, кількість зерен у ряду та вимірювання довжини конуса наростання. За рахунок цих даних визначили потенційно можливу урожайність, яку можна отримати за оптимальних умов для росту і розвитку на наступних етапах органогенезу кукурудзи.

На V етапі органогенезу на рослинах кукурудзи утворювалось по 3 - 4, а на деяких рослинах навіть 5 зачатків качанів. Зачатки качанів, які розвинулись у пазухах верхніх міжвузлів, прискорювали свій розвиток, їх конус наростання на цьому етапі у 1,5 - 2 рази був більший, ніж у качанів, які утворювалися в пазухах нижніх міжвузлів. Кількість качанів і кількість зерен у ряду збільшувалась зі зростанням дози мінеральних добрив та за застосування ґрунтового гербіциду Люмакс 537,5 SE. Найбільше зерен у ряду було на варіанті з внесенням N₁₃₅P₁₃₅K₁₈₀у гібриду Случ СВ - 45 і у гібриду Мучо - 46, тоді як у варіанті без добрив цей показник знижувався в 1,5 - 2,0 рази і становив у гібриду Случ СВ - 23 і у гібриду Мучо - 26 шт.

До настання VII етапу органогенезу кількість зачатків качанів на рослині зменшилась на 26 - 39 %. Це відбувається за рахунок того, що нижні пазухові бруньки диференціюються і поступово відмирають, а повного розвитку досягають качани, які утворилися в пазухах п'ятого-шостого листка, а це один, рідше два качани.

Кількість зерен у ряду є головним структурним елементом урожайності, яка значною мірою визначає господарську врожайність зерна. На ділянках удобрених варіантів цей показник збільшувався на 5 - 75 % порівняно до контролю. На кількість рядів зерен у качані дози добрив та методи захисту посівів від бур'янів не мали суттєвого впливу оскільки ця ознака є генетично зумовленою ознакою гібридів.

Реалізація потенційної врожайності в господарському врожаї (рис. 1) на ХІІ етапі відносно V була 8 - 17 % і відносно Х етапу вона зросла до 25 - 48 %.

Примітка: 1. Побічна продукція попередника + N₄₅P₄₅K₆₀; 2. Побічна продукція попередника + N₉₀P₉₀K₁₂₀; 3. Побічна продукція попередника +N₉₀; 4. Побічна продукція попередника +P₉₀K₁₂₀; 5. Побічна продукція попередника +N₁₃₅P₁₃₅K₁₈₀;

6. Побічна продукція попередника +N₄₀; 7. Побічна продукція попередника;

8. N₉₀P₉₀K₁₂₀; 9. Без добрив (контроль).

Найбільший відсоток реалізації спостерігався у контрольному варіанті, який відносно V етапу складав 14 - 17 %, VІІ - 19 - 24 %, Х - 41 - 48 %, тоді як на варіанті за внесення високих доз мінеральних добрив N₁₃₅P₁₃₅K₁₈₀ цей показник відповідно був в межах 8 - 9 %, 13 - 15 %, 25 - 31 %. Це пояснюється тим, що на V етапі за цього варіанту досліду закладався дуже високий потенціал урожайності 90,6 - 132,1 т/га, тоді як на контролі лише 24,4 - 28,5 т/га.

Методи захисту від бур'янів, знижуючи рівень конкуренції культурних рослин і бур'янів в посівах кукурудзи, суттєво впливали на формування генеративних органів. За хімічного методу всі структурні показники в середньому підвищувались на 2 - 20 % (залежно від варіантів удобрення) порівняно до агротехнічного, який полягав у проведенні трьох міжрядних обробітків. Бур'яни, які збереглися у посівах кукурудзи, винесли до 60 кг/га азоту, до 20 кг/га фосфору, до 80 кг/га калію, що достатньо для формування 1,5 - 2,0 т/га зерна.

Гібрид Мучо відзначався вищим потенціалом закладання елементів продуктивності порівняно із гібридом Случ СВ. Таким чином, гібрид іноземної селекції Мучо відноситься до групи гібридів інтенсивного типу, оскільки свою перевагу за врожайністю проявляє за більш високого агрофону, порівняно з гібридом вітчизняної селекції Случ СВ, який можна вважати пластичним, а за середнього і низького фону живлення ці переваги втрачаються.

РОЗДІЛ 6. ФОТОСИНТЕТИЧНА ДІЯЛЬНІСТЬ ТА ОСОБЛИВОСТІ ВЕГЕТАТИВНОГО РОЗВИТКУ РОСЛИН КУКУРУДЗИ ЗАЛЕЖНО ВІД ДОБРИВ ТА МЕТОДІВ ЗАХИСТУ ВІД БУР'ЯНІВ

Вплив удобрення на тривалість вегетаційного періоду. Спостереження за фенологічними змінами в рослинах показали, що тривалість міжфазного періоду сівба-сходи у гібридів кукурудзи становила у середньому 12 днів і не залежала від рівня мінерального живлення, а визначалась, головним чином, температурою ґрунту та його вологозабезпеченістю. В той же час тривалість періоду сходи - цвітіння волоті залежала від біологічних особливостей гібридів і рівня мінерального живлення. У варіанті за внесення мінеральних добрив N₁₃₅P₁₃₅K₁₈₀ + побічна продукція попередника даний період складав у гібриду Случ СВ - 68, у гібриду Мучо - 69 днів, тоді як у контрольному варіанті відповідно 63 і 65 днів.

Тривалість періоду цвітіння волоті - молочна стиглість зерна також подовжується у варіантах за внесення мінеральних добрив і становить у гібриду Случ СВ - 16- 20 днів, у гібриду Мучо - 18-20 днів. На контролі та варіанті, де зароблялась лише побічна продукція попередника, цей період триває лише 15 днів.

Тривалість періоду від молочної до повної стиглості зерна за варіантами удобрення суттєво не відрізнялася. Різниця відмічена між гібридами: у гібриду Случ СВ цей період становив 31- 32 дні, у гібриду Мучо - 34- 35 днів, тобто тривалість даного міжфазного періоду обумовлювалася у першу чергу біологічними особливостями гібридів.

Під впливом добрив дещо подовжуються міжфазні періоди розвитку кукурудзи, а в результаті подовжується весь вегетаційний період. Внесення відносно низьких доз добрив скоротило вегетаційний період у середньому за 3 роки на 2 - 6 дні, повна відмова від добрив - на 8 - 10 днів. Таким чином, нашими дослідженнями встановлено, що за внесення добрив ріст і розвиток гібридів кукурудзи відбувався інтенсивніше і спостерігалося відносне подовження тривалості вегетаційного періоду у гібриду Случ СВ на 4 - 10 днів, у гібриду Мучо на 6 - 10 днів.

Динаміка наростання листкової поверхні, чиста продуктивність фотосинтезу та фотосинтетичний потенціал рослин кукурудзи. Основний фотосинтезуючий орган рослин кукурудзи, від якого значною мірою залежать темпи наростання сухої речовини у процесі фотосинтезу, є листкова поверхня. У процесі вивчення динаміки формування асиміляційної поверхні встановлено, що максимальної величини листкова поверхня досягає у фазу викидання волоті. У фазу молочної стиглості вона зменшується внаслідок підсихання листків нижніх ярусів (табл. 2).

Наявність у посіві бур'янів (агротехнічний метод захисту від бур'янів) призводила до зменшення площі листкової поверхні рослин кукурудзи обох гібридів у всіх варіантах удобрення, що пояснюється посиленням конкуренції в посівах за фактори життя. Так, за великого ступеня забур'яненості в фазу 6 - 7 листків на агротехнічному методі, за внесення лише азотних добрив в дозі N₄₀ і N₉₀ на фоні заробки побічної продукції попередника, площа листків складала у гібриду Случ СВ 1,8 - 2,3; у гібриду Мучо - 2,1 - 2,6 тис. м² /га, тоді як за застосування гербіциду Люмакс 537,5 SE площа листкової поверхні збільшилась у гібриду Случ СВ до 2,3 - 2,8, а у гібриду Мучо - до 2,5 - 3,0 тис. м² /га. Внесення ґрунтового гербіциду Люмакс 537,5 SE дозволило значно знизити негативний вплив бур'янів на розвиток рослин кукурудзи, що, в свою чергу, позитивно відзначилось і на формуванні листкового апарату.

У другій половині вегетації хімічний метод сприяв формуванню більшої (на 15 % у гібриду Случ СВ і на 21 % у Мучо) площі листкової поверхні рослин порівняно з агротехнічним методом, що було наслідком зниження забур'яненості посівів і покращання поживного і водного режимів ґрунту, а також кращого розвитку кореневої системи.

На формування асиміляційної поверхні суттєвий вплив мали і морфобіологічні особливості гібридів. У різні фази росту і розвитку перевага за цим показником була у гібриду Мучо залежно від рівня удобрення на 2 - 34% порівняно з гібридом Случ СВ. Це пов'язано з тим, що гібрид Случ - ранньостиглий, і у нього у другій половині вегетації інтенсивніше проходить процес відмирання нижніх листків. Гібрид Мучо - середньоранній, характеризується довшим вегетаційним періодом та більшою кількістю листків з більшою листковою поверхнею.

Внесення добрив значно впливало на розміри асиміляційної поверхні рослин кукурудзи протягом всього періоду вегетації, та ефективність її роботи, яка визначає чисту продуктивність фотосинтезу, підвищуючи в середньому цей показник у фазу 6 - 7 листків на 13 - 140 % у гібриду Случ СВ, і на 24 - 177 % - у гібриду Мучо, у період викидання волоті відповідно на 6 - 98 % і 12 - 103 %, молочної стиглості зерна - на 13 - 112 % і 9 - 112 %.

Залежно від варіанту удобрення від фази 6 - 7 листків до викидання волоті чиста продуктивність фотосинтезу підвищувалась до 5,3 - 15,2 г/м² за добу.

Таблиця 2

Динаміка наростання площі листкової поверхні та фотосинтетичний потенціал рослин кукурудзи залежно від системи удобрення і методу захисту від бур'янів, у середньому за 2006-2008 рр

Примітка.*1 - агротехнічний; 2 - хімічний.

Це пояснюється тим, що рослини кукурудзи в цей час посилено формують листкову поверхню та інтенсивніше накопичують суху масу на удобрених варіантах. Проте, у наступні фази (викидання волоті - молочна стиглість зерна) у гібриду Мучо за агротехнічного методу спостерігалося зменшення чистої продуктивності фотосинтезу посівів у варіантах із внесенням добрив на 0,5 та 2,5 г/м² за добу відповідно. Це пов'язано з відмиранням листків нижніх ярусів на ділянках даних варіантів, та взаємним їх затіненням, а також частковим затіненням біомасою бур'янів.

Внесення гербіцидів підвищувало чисту продуктивність фотосинтезу в міжфазний період 6 - 7 листків-викидання волоті на 2,2 - 9,4 г/м² за добу, а в період 6 - 7 листків - молочна стиглість - на 1,7 - 9,2 г/м² за добу за рахунок зниження забур'яненості посівів і створення кращих умов для процесу фотосинтезу.

Найбільші показники чистої продуктивності фотосинтезу відмічені в міжфазний період від 6 - 7 листків до викидання волоті у гібриду Случ СВ - 13,3 - 15,2, у гібриду Мучо - 13,4 - 17,1 г/м² за добу. У подальшому інтенсивність ЧПФ у першого гібриду була достатньо високою, до повної стиглості зерна, у той час, як у гібрида Мучо вона помітно зменшилася в період викидання волоті - молочна стиглість зерна.

Інтенсивність роботи листкової поверхні у кукурудзи протягом вегетаційного періоду також характеризує фотосинтетичний потенціал (див. табл. 2).

Дослідженнями встановлено, що він змінювався залежно від морфобіологічних особливостей гібридів, рівня мінерального живлення і методів захисту посівів від бур'янів. Найбільший фотосинтетичний потенціал був за внесення високих доз добрив і хімічного методу захисту від бур'янів (N₉₀P₉₀K₁₂₀ і N₁₃₅P₁₃₅K₁₈₀ + побічна продукції попередника) у гібриду Мучо 3,39, 3,65, а у гібриду Случ СВ 3,27, 3,54 млн. м²/га Ч добу.

Динаміка наростання вегетативної маси та сухої речовини рослин кукурудзи залежно від удобрення та методів захисту від бур'янів. Динаміка нагромадження вегетативної маси кукурудзи показала, що до появи 6 - 7 листків у рослин обох гібридів її збільшення відбувалося лише за рахунок приросту листків. Потім поступово збільшувалась маса стебел. До фази викидання волоті кількість вегетативної маси рівномірно розподілялась між стеблами і листками. На наступних етапах розвитку приріст біомаси проходив не лише за рахунок формування вегетативних органів, але і за рахунок формування генеративних. Загальна маса рослини досягала максимуму до фази молочної стиглості зерна. До цього часу маса стебел дещо перевищувала масу листків.

На цей показник значний вплив мали мінеральні добрива. Так, у фазу викидання волоті у варіанті внесення мінеральних добрив у дозі N₉₀P₉₀K₁₂₀ + побічна продукція попередника за різних методів захисту від бур'янів, вегетативна маса рослин збільшувалась на 2,8 - 3,8 т/га у гібриду Случ СВ і на 1,6 - 3,9 т/га у гібриду Мучо, у фазу молочної стиглості зерна - на 0,9 - 3,3 т/га у гібриду Случ СВ і на 0,3 - 4,0 т/га у гібриду Мучо, порівняно з варіантом, де побічна продукція попередника не зароблялася, а вносились лише мінеральні добрива в дозі N₉₀P₉₀K₁₂₀.

У середньому за роки досліджень внесення мінеральних добрив підвищувало вміст сухої речовини в рослинах кукурудзи в фазу 6 - 7 листків на 0,03 - 0,58 т/га залежно від варіанту удобрення та гібриду. Найбільш ефективним було використання добрив у дозі N₁₃₅P₁₃₅K₁₈₀, що зумовило збільшення сухої речовини в рослинах кукурудзи у гібриду Случ СВ на 0,69 т/га і у гібриду Мучо - 0,71 т/га.

Починаючи із фази викидання волоті, маса сухої речовини листків зменшувалась на 10 - 20%. До періоду достигання зерна 60 - 62% сухої речовини рослин накопичувалось у качанах. У фазу формування зерна маса сухої речовини рослин гібриду Случ СВ у контрольному варіанті варіювала в межах 4,84 - 6,24 т/га, гібриду Мучо - 5,26 - 6,44 т/га.

Маса сухої речовини до фази молочної стиглості зерна змінювалась відповідно наростанню площі листків. У подальшому за рахунок інтенсивного накопичення в зерні пластичних речовин відбувалося зниження сирої маси рослин, проте, вміст сухої речовини продовжував збільшуватися.

РОЗДІЛ 7. ПРОДУКТИВНІСТЬ ПОСІВІВ КУКУРУДЗИ НА ЗЕРНО ЗАЛЕЖНО ВІД УДОБРЕННЯ ТА МЕТОДІВ ЗАХИСТУ ВІД БУР'ЯНІВ

Структура врожаю залежно від елементів технології вирощування. Найбільша маса одного качана відмічена при застосуванні ґрунтового гербіциду та внесенні N₁₃₅P₁₃₅K₁₈₀ +солома озимої пшениці, і становила в середньому за 2006 - 2008 рр. у гібриду Случ СВ - 320 г у гібриду Мучо - 335 г.

У варіанті, де добрива не вносились і застосовувався агротехнічний метод захисту від бур'янів, маса одного качана була найменшою: у гібриду Случ СВ - 160 г; у гібриду Мучо - 161 г. На масу качана впливали і методи захисту від бур'янів. Так, за застосування ґрунтового гербіциду Люмакс 537,5 SE маса качана залежно від доз добрив становила 196 - 335 г, при застосуванні суміші гербіцидів Мілагро 040 SC + Калісто 480 SC - 174 - 312 г, а за агротехнічного методу -160 - 286 г. Проведення механічних розпушувань міжрядь хоча і створює кращі умови водного та поживного режимів ґрунту, але не знищує в достатній кількості бур'яни, що призводить до конкуренції за воду і поживні елементи. Хімічний метод знищує 92 - 97% бур'янів, що сприяє оптимальному росту та розвитку рослин кукурудзи, а в кінцевому результаті - підвищенню урожайності культури.

Важливим структурним показником, від якого залежить величина урожайності, є маса 1000 зерен. Найбільш суттєво на зміну цього показника впливав рівень мінерального живлення. При внесенні N₉₀P₉₀K₁₂₀ + побічна продукція попередника маса 1000 зерен становила 338 - 341 г у гібрида Случ СВ, 346 - 350 г - у гібриду Мучо за різних методів захисту від бур'янів. У варіанті, де в якості добрив зароблялась лише побічна продукція попередника, маса 1000 зерен складала у гібриду Случ СВ - 277 - 281 г у Мучо - 315 - 323 г.

Не менш важливим елементом структури врожаю є кількість качанів на 100 рослинах, яка змінювалась залежно від біологічних особливостей гібридів, дози внесених добрив і методу захисту від бур'янів. Слід відзначити, що за підвищення дози добрив у обох гібридів формувалося більше рослин з двома качанами, що свідчить про створення сприятливих умов для росту і розвитку рослин. Кількість безкачанних рослин зменшувалась по мірі покращення умов живлення.

На контролі і у варіанті, де зароблялась лише побічна продукція попередника, кількість качанів на 100 рослин була в межах 91 - 98 шт. Такі закономірності формування структурних елементів продуктивності прямо пропорційно пов'язані і з урожайністю гібридів кукурудзи, що вивчалися.

Урожайність зерна гібридів кукурудзи залежно від технологічних прийомів вирощування. Високий рівень урожайності кукурудзи на зерно було отримано за внесення мінеральних добрив у дозі N₉₀P₉₀K₁₂₀ на фоні заробки в ґрунт соломи озимої пшениці та хімічного методу захисту від бур'янів (табл. 3).Цей варіант технології вирощування забезпечив у середньому за роки досліджень урожайність зерна гібриду Случ СВ 7,38 т/га, у гібриду Мучо - 8,27 т/га.

Таблиця 3

Урожайність кукурудзи на зерно залежно від системи удобрення і методу захисту від бур'янів, т/га

Примітка: *1 - агротехнічний; 2 - комбінований; 3 - хімічний.

Ефект від добрив та побічної продукції попередника у гібриду Случ СВ склав 2,93, гербіциду - 0,71, засобів хімізації - 4,00 т/га а у гібриду Мучо відповідно 3,71, 1,03 і 4,26 т/га.

Одночасно зі збільшенням урожайності зерна азотні добрива сприяють підвищенню вмісту в ньому білка.

Так, внесення підвищеної дози мінеральних добрив N₁₃₅P₁₃₅K₁₈₀ на фоні зароблення в ґрунт соломи озимої пшениці, сприяло збільшенню врожайності зерна порівняно до контрольного варіанту на 4,99 т/га, підвищенню вмісту білка - на 1,66 % у гібриду Случ СВ та на 7,52 т/га і на 1,36 % відповідно у гібриду Мучо.

Збільшення дози добрив призводить до підвищення вмісту крохмалю в зерні. Так, на удобрених варіантах у середньому його вміст у зерні гібриду Случ СВ становив 56,36 - 65,28 %; у гібриду Мучо - 57,94 - 65,05%, тоді як на контролі цей показник знижувався до 53 % відповідно у гібриду Случ СВ і 54 % у гібриду Мучо.

РОЗДІЛ 8. ЕКОНОМІЧНА ТА ЕНЕРГЕТИЧНА ЕФЕКТИВНІСТЬ ТЕХНОЛОГІЇ ВИРОЩУВАННЯ ЗЕРНА КУКУРУДЗИ

В умовах ринкової економіки найважливішим показником ефективності технологічного процесу є умовно-чистий прибуток. У наших дослідженнях, за різної технології вирощування кукурудзи на зерно забезпечувалося отримання умовно-чистого прибутку в межах від 1415 до 5152 грн/га, і найвищим він був за вирощування гібриду Мучо за технології, яка передбачала застосування найвищих доз добрив за хімічного методу захисту від бур'янів (внесення ґрунтового гербіциду Люмакс 537,5 SE).Урожайність становила 12,09 т/га, а собівартість 1 т зерна за цінами І кварталу 2009 року - 524 грн.

Найнижчою собівартість була у варіанті, де добрива не вносились, а зароблялась лише побічна продукція попередника: на посівах обох гібридів вона була в межах 334 - 440 грн./т. Порівняно невисокою собівартість була у варіантах за внесення лише азотних добрив в дозі N₉₀ і N₄₀ + солома озимої пшениці у гібриду Случ СВ - 407 - 461 грн./т та 384 - 461 грн./т, у гібриду Мучо - 356 - 418, 379 - 455 грн. Умовно-чистий прибуток у цих варіантах становив у гібриду Случ СВ - 2911 - 3268 грн/га, у гібриду Мучо - 2861 - 4101 грн/га. Але застосування лише азотних добрив без їх збалансування за іншими макроелементами можлива лише на ґрунтах із дуже високим вмістом доступного фосфору і обмінного калію, обов'язковим контролем їх виносу та контролюванням кислотності ґрунту за такої системи удобрення.

Показники рентабельності виробництва зерна були найбільшими у варіантах за внесення лише азотних добрив, на контролі і у варіанті, де зароблялась лише побічна продукція попередника, і становили за агротехнічного методу захисту від бур'янів у гібриду Случ СВ 133 - 145 %, 172 - 98 % у гібриду Мучо - 167 - 151 і 185 - 135 %.

Внесення мінеральних добрив у найвищих дозах призводило до зменшення рівня рентабельності у гібриду Случ СВ до 74 - 135 %, у гібриду Мучо - до 46 - 125 %. Тобто, значні виробничі витрати на добрива та їх внесення хоч і забезпечують найвищий умовно-чистий прибуток, але й меншою мірою окуповуються підвищенням врожайності зерна. Обумовлено це високими цінами на мінеральні добрива і відносно низькими цінами на зерно кукурудзи. Способи захисту посівів кукурудзи від бур'янів завдяки приросту врожайності значно підвищують рентабельність вирощування кукурудзи, особливо за високих доз добрив.

У зв'язку із різним рівнем витрат енергії на вирощування кукурудзи та виходу енергії з урожаєм залежно від технології, було різним і співвідношення цих показників. Коефіцієнт енергетичної ефективності був найвищим за абсолютного контролю, для гібриду Случ СВ - 4,9 і для Мучо - 3,6, у зв'язку із мінімальними витратами енергії на вирощування кукурудзи. За інших технологій значення Кее коливалося в гібриду Случ СВ від 2,4 до 3,9, у гібриду Мучо - від 2,8 до 4,6.

ВИСНОВКИ

У дисертаційній роботі наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової задачі, що виявляється у з'ясуванні особливостей закладання елементів продуктивності на ранніх етапах органогенезу рослин гібридів різних груп стиглості кукурудзи та удосконаленні технологічних заходів управління продуктивним потенціалом, яке вирішено шляхом оцінки в стаціонарному досліді системи удобрення та методів захисту посівів від бур'янів з метою максимальної реалізації продуктивного потенціалу культури для збільшення виробництва якісного зерна.

1. Мінеральні добрива сприяють подовженню періоду від сходів до основних етапів органогенезу, особливо IV - VI, на яких закладається більше елементів продуктивності, що в цілому подовжує вегетаційний період кукурудзи на 5 - 8 днів і сприяє підвищенню її продуктивності.

2. Застосування мінеральних добрив у дозах N₁₃₅P₁₃₅K₁₈₀ на фоні заробляння соломи попередника сприяло збільшенню кількості закладених елементів продуктивності (зачатків качанів, квіток) у рослин кукурудзи на 10 - 50 %. Гібрид Мучо відзначається підвищеними темпами закладання елементів продуктивності порівняно з гібридом Случ СВ.

3. Застосування ґрунтового гербіциду Люмакс 537,5 SE, завдяки покращанню фітосанітарного стану посівів, сприяє підвищенню реалізації закладених елементів продуктивності у кінцевому господарському врожаї на 5 - 30 %.

4. Застосування мінеральних добрив у підвищених дозах та внесення ґрунтового гербіциду Люмакс 537,5 SE у дозі 4,0 л/га сприяє формуванню найбільшої площі листкової поверхні впродовж всього періоду вегетації, збільшуючи цей показник на 70 % порівняно із варіантом застосування без добрив і гербіцидів. Створюються найкращі умови для формування фотосинтетичного потенціалу протягом вегетаційного періоду - 3,05 - 3,65 млн. м²/га Ч добу.

5. Здійснення хімічних заходів захисту посівів кукурудзи від бур'янів дозволяє покращити фітосанітарний стан та істотно зменшити кількість винесених поживних речовин із ґрунту бур'янами. Найменше засмічення бур'янами відмічається при застосуванні ґрунтового гербіциду Люмакс 537,5 SE у дозі 4 л/га, що забезпечує підвищення врожайності у середньому за варіантами удобрення на 0,72 т/га у гібриду Случ СВ і на 0,99 т/га у гібриду Мучо.

6. Найвищу врожайність кукурудзи (9,44 т/га у гібриду Случ СВ та 12,09 т/га у гібриду Мучо) забезпечує технологія, яка базується на внесенні мінеральних добрив у дозах N₁₃₅P₁₃₅K₁₈₀ на фоні заробляння соломи попередника та застосування гербіциду Люмакс 537,5 SE у дозі 4,0 л/га. Зменшення доз та повна відмова від мінеральних добрив призводить до зниження врожайності (у гібриду Случ СВ на 0,96 - 4,99 т/га, у гібриду Мучо на 0,80 - 7,52 т/га).

7. Гібрид іноземної селекції Мучо формує вищу врожайність порівняно з гібридом Случ СВ на високих агрофонах, а на середніх і низьких ці переваги не проявляються.

8. Мінеральні добрива, особливо азотні, підвищують вміст протеїну у зерні кукурудзи та загальний збір його із одиниці площі, але зменшують вміст крохмалю у зерні. Фосфорні та калійні добрива сприяють підвищенню вмісту жиру та крохмалю. Способи захисту від бур'янів в агроценозах кукурудзи суттєвого впливу на хімічні показники якості не мають, але за рахунок підвищення урожайності збір протеїну підвищувався на 0,01 - 0,10 т/га у гібриду Случ СВ і на 0,01 - 0,27 т/га у гібриду Мучо.

9. Застосування мінеральних добрив у підвищених дозах (N₁₃₅P₁₃₅K₁₈₀) забезпечує отримання максимального умовно-чистого прибутку 5152 грн./га у гібриду Мучо за хімічного захисту посівів від бур'янів, а у гібриду Случ СВ - 3254 грн./га при застосуванні лише азотних добрив у дозі N₉₀ та хімічного захисту посівів від бур'янів.

10. Застосування мінеральних добрив та побічної продукції попередника призводить до зменшення коефіцієнта енергетичної ефективності (2,6 - 3,6) порівняно з варіантом без внесення добрив (3,9 - 4,9). Незважаючи на високі енергетичні витрати у технологіях із підвищеними дозами добрив, внаслідок значного підвищення врожайності ці витрати повністю компенсуються отриманою врожайністю.

РЕКОМЕНДАЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

Для максимальної реалізації генетичного потенціалу сучасних гібридів кукурудзи за вирощування її на темно-сірому легкосуглинковому ґрунті в умовах Лісостепу слід застосовувати:

Ї технологію вирощування, яка базується на внесенні мінеральних добрив у дозі N₁₃₅P₁₃₅K₁₈₀ на фоні побічної продукції попередника, а також включає хімічний метод захисту від бур'янів за допомогою ґрунтового гербіциду Люмакс 537,5 SE у дозі 4,0 л/га. Це забезпечує урожайність гібриду Случ СВ 9,4 т/га і гібриду Мучо 12,1 т/га, та високу економічну ефективність. Така технологія пропонується агроформуванням із високим рівнем матеріально-технічного забезпечення.