Особенности роста, развития и формирования продуктивности растений кукурузы в зависимости от основной обработки почвы и гербицидов в Ставропольском крае

Размещено на http://www.allbest.ru/

Кубанский государственный аграрный университет

Особенности роста, развития и формирования продуктивности растений кукурузы в зависимости от основной обработки почвы и гербицидов в Ставропольском крае

Кравченко Роман Викторович, д. с.-х.н., доцент

Краснодар

Аннотация

В статье дан обзор результатов изучения роста и развития растений кукурузы, а также особенности формирования продуктивности среднеспелого гибрида кукурузы Валентин в зависимости от варианта основной обработки почвы (совместно Харнеса с Луварамом и Титуса с Хармони) в условиях зоны достаточного увлажнения Центрального Предкавказья.

Ключевые слова: кукуруза, рост, развитие, основная обработка почвы, гербициды харнес, луварам, титус, хармони.

Важнейшие биологические особенности кукурузы - широкая генетическая изменчивость и высокая экологическая пластичность - обеспечивают её адаптацию в широком диапазоне внешних условий [9 - 11, 18]. Благодаря высокой биологической приспособляемости, кукуруза способна нормально развиваться в различных агроклиматических зонах [14]. Поэтому биологические требования кукурузы могут колебаться с большой амплитудой, обусловленной варьированием комплекса взаимосвязанных биохимических, физиологических, морфологических и других признаков [19]. Помимо этого, кукуруза обладает высокой продуктивностью, которая обусловлена физиологией фотосинтеза, большой площадью листьев, а также высокой плотностью проводящей сети в них. Кукуруза относится к немногочисленной группе культур (в основном тропического происхождения), осуществляющих ассимиляцию углекислоты в процессе фотосинтеза по эффективной с энергетической точки зрения схеме С4 [17]. Это дает ей ряд существенных преимуществ в формировании урожая. По данным Б.И. Гуляева с коллегами, кукуруза обладает повышенным КПД ФАР (0,4…1,1 % по сравнению с 0,2…0,5 % у пшеницы) и приростом биомассы 50…54 г/м² в сутки, в то время как у растений группы С З лишь 34…39 г/м² [15]. Высокий коэффициент поглощения энергии солнечной радиации обеспечивается еще и тем, что листья растений кукурузы содержат значительно большее по сравнению с другими культурами количество хлорофилла [4]. Это способствует созданию за короткие сроки высокого урожая, что обусловливает требовательность кукурузы к условиям освещенности. Оптимум составляет 27…32 люкс при продолжительности светового дня около 12 - 14 часов [3].

А, как известно, сорная растительность может существенно затенять посевы кукурузы в начальной стадии развития [5, 6]. В связи с этим, система борьбы с сорняками в технологии возделывания кукурузы весьма актуальна [8]. Основными элементами данной системы являются гербициды и основная обработка почвы [2, 13]. Применение гербицидов способствует уничтожению до 80 - 95 % однолетних сорняков. В отношении же многолетних корнеотпрысковых сорняков более эффективно проводить глубокую зяблевую вспашку [12]. Но при этом не надо забывать, что отвальная вспашка является самой энергоемкой операцией при возделывании сельскохозяйственных культур - до 40 % энергетических и 25 % трудовых затрат. Поэтому необходим комплексный подход в разумном сочетании вариантов основной обработки почвы и применения гербицидов [7, 9].

Также, для полного и экономически эффективного использования кукурузы её необходимо возделывать по обоснованной технологии, для чего, в свою очередь, надо знать её биологические особенности и основные требования к условиям произрастания [16]. Наилучший подход к тем или иным агроприемам в зависимости от конкретных почвенно-климатических условий и экологических требований может быть обеспечен при рациональном использовании факторов внешней среды. Определить это возможно в полевых исследований, основополагающей составной частью которых являются фенологические наблюдения. Они дают материал для всестороннего анализа взаимосвязи урожайности культуры с климатическими и агротехническими факторами, а также с периодичностью роста и развития растений. Здесь для более полной реализации растениями своего продуктивного потенциала имеет значение своевременность развития растений. Если по каким-то причинам на определенном этапе органогенеза нарушены процессы развития растений, то затрудняется наступление следующей фазы и возникшие нарушения лавинообразно отражаются на последующем развитии организма в целом. Помимо этого, проведение фенологических наблюдений обеспечивает установление фаз развития растений, продолжительность межфазных периодов и всего вегетационного периода, который в отношении кукурузы является важным признаком, во многом определяющим уровень её продуктивности [9, 10].

Полевые опыты были проведены на базе Всероссийского НИИ кукурузы, расположенного в южной части Ставропольского края в 30 км от г. Пятигорска (зона достаточного увлажнения). За год здесь выпадает от 500 до 600 мм осадков, за период вегетации кукурузы 375 мм, гидротермический коэффициент колеблется от 1,1 до 1,3. По теплообеспеченности лета с суммой температур выше +10 °С равной 2800…3000 °С и суровости зимы район относится к очень теплому с умеренно мягкой зимой.

Почвенный покров опытного участка ВНИИК представлен черноземом обыкновенным карбонатным мощным тяжелосуглинистым [1].

Агротехника закладки и проведения опытов соответствовала данной зоне и культуре. Предшественник - озимая пшеница.

Двухфакторная схема опыта предусматривала изучение минимализации основной обработки почвы как самого энергозатратного элемента технологии возделывания кукурузы на различных гербицидных фонах. Фактор А - основная обработка почвы: а) вспашка отвальная осенью (ПН-5-35) на 27…30 см - контроль; б) глубокая культивация весной (КТС-10) на 14…16 см; в) минимальная обработка осенью (КПЭ-3,8) на 14…16 см. Фактор В - гербициды: а) без гербицидов - контроль; б) Харнес (3,0 л/га) до всходов + Луварам (1,5 л/га) в фазе 3 - 5 листьев; в) Титус (40 г/га) + Хармони (7 г/га) - баковая смесь в фазе 3 - 5 листьев. Испытания проводили на среднеспелом гибриде кукурузы Валентин. Общая площадь делянки в опытах - 63 м², учетная - 21 м², повторность 4-х кратная. Опыты закладывали методом организованных повторений с рендомизированным размещением делянок. Проведенные фенологические наблюдения показали, что появление всходов не зависело от способа основной обработки почвы (табл. 1).

Это же можно отметить и в отношении наступления вазы цветения. Зато увеличение численности сорной растительности в соответствующих вариантах на определённом этапе развития растений кукурузы приводило к задержке их развития.

Таблица 1 - Даты наступления основных фаз развития растений кукурузы в зависимости от основной обработки почвы и применения гербицидов

В варианте без применения гербицидов минимизация основной обработки почвы приводила в отдельные годы к более позднему (на 1 - 4 суток) наступлению фазы полной спелости растений кукурузы.

Более контрастные результаты в отношении засоренности посевов были по вариантам применения гербицидов. Отмечено запаздывание развития растений кукурузы на контроле на момент их цветения на 1 - 5 суток. К уборке данное положение несколько сглаживается и полная спелость у растений при применении гербицидов наступает лишь на 1 - 3 суток раньше, чем в варианте без применения гербицидов.

Данные зависимости в датах наступления основных фаз развития растений кукурузы отразились в их продолжительности. То есть, развитие растений кукурузы до наступления фазы цветения не зависит от основной обработки почвы, а применение гербицидов и, как следствие, очищение посевов от сорняков приводит к сокращению продолжительности межфазного периода «всходы - цветение» на 2 - 4 суток (табл. 2). Связано это с тем, что растения кукурузы на начальных этапах своего развития растут медленно и потому сильно страдают от недостатка света при затенении их сорняками.

Таблица 2 - Влияние основной обработки почвы и применения гербицидов на продолжительность основных межфазных периодов развития растений кукурузы, сутки

Во второй период своего развития кукуруза, как высокорослое растение, в этом отношении более конкурентоспособно и применение агротехнических мер, направленных на очищение её посевов от сорной растительности, улучшают условия произрастания и увеличивают продолжительность межфазного периода «цветение - полная спелость на 1 - 2 суток. В итоге продолжительность периода вегетации растений кукурузы по вариантам сглаживается и минимизация основной обработки почвы, а также не применение химических средств защиты от сорной растительности приводит к её увеличению только 1 - 2 суток.

Согласно биометрическим измерениям в варианте без применения гербицидов минимизация основной обработки почвы приводила к снижению высоты растений кукурузы на 4 см при проведении её осенью и на 9 см - весной (табл. 3). Связано это с увеличением численности и массы сорной растительности в изучаемых вариантах.

Таблица 3 - Влияние основной обработки почвы и применения гербицидов на высоту растений кукурузы, см

К снижению высоты растений кукурузы на 6 см приводила минимизация основной обработки почвы не зависимо от времени её проведения на варианте с однократным внесением баковой смеси Титуса и Хармони.

При двукратном опрыскивании посевов кукурузы гербицидами (Харнес, Луварам) осенняя основная минимальная обработка почвы не приводила к снижению данного показателя, а при весеннем её проведении способствовала снижению высоты растений на 8 см.

В среднем по опыту переход от вспашки к минимальным основным обработкам почвы приводил к уменьшению высоты растений кукурузы при осеннем её проведении на 3 см и на 7 см - при весеннем. Использование в системе защиты растений от сорняков почвенных и страховых гербицидов (Харнес, Луварам) было эффективно по всем вариантам основной обработки почв, страховых гербицидов - только при весенней обработке.

Таким образом, агротехнические приёмы, способствующие снижению численности сорной растительности, обеспечивают увеличение высоты растений кукурузы. Минимизацию обработки почвы необходимо проводить своевременно осенью на фоне двукратного применения гербицидов в вегетацию кукурузы. кукуруза почва предкавказье

Рост урожайности является следствием изменения того или иного элемента, составляющего её структуру, или их совокупности. Познания закономерностей формирования урожая, изучение структуры урожая в связи с условиями выращивания позволяют вскрыть слабые звенья в принятой системе агротехнических мероприятий, постоянно совершенствовать технологию возделывания, в наибольшей мере используя природные условия для получения высокого урожая, активно формировать урожай, придавая ему нужную структуру. Основными элементами структуры урожая являются масса 1000 зерен, число зёрен в початке, масса зерна с початка.

В наших исследованиях выявлено положительное влияние применения гербицидов на основные показатели структуры урожая зерна кукурузы (табл. 4). Однократное внесение баковой смеси Титуса и Хармони в фазу 4-х листьев кукурузы увеличивало длину початка на 6,2 % при вспашке и на 12,5 % - при осенней минимальной основной обработке почвы. Использование гербицидов Харнеса с Луварамом обеспечило рост данного показателя на 12,0 и 17,6 %, соответственно.

Таблица 4 - Влияние основной обработки почвы и применения гербицидов на основные хозяйственно ценные признаки кукурузы

Масса зерна с початка в среднем по всем вариантам основной обработки почвы в варианте с применением Титуса с Хармони увеличивалась на 10,5 % и в варианте с внесением Харнеса и Луварама на 18,7 %. Масса 1000 зёрен при этом возрастала, соответственно, на 11,6 и 18,6 %.

На показатели других элементов структуры урожая зерна кукурузы, таких как «число зёрен в початке», «выход зерна с початка» и «влажность зерна» изучаемые варианты влияния не оказали. Также не выявлено существенного влияния вариантов основной обработки почвы на показатели структуры урожая зерна кукурузы.

Все вышеперечисленные тенденции и выявленные закономерности в полной мере проявились и при анализе урожайности зерна, который показал, что в условиях зоны достаточного увлажнения минимизация основной обработки почвы без использования гербицидов приводит к снижению урожая зерна кукурузы по сравнению со вспашкой на 4,7 и 6,9 %, соответственно (табл. 5). При применении гербицидов Харнеса и Луварама разница в урожайности по вариантам основной обработки почвы находится в пределах ошибки опыта и потому не существенна.

Таблица 5 - Влияние основной обработки почвы и применения гербицидов на урожайность зерна кукурузы гибрида Валентин

Применение только страховых гербицидов (Титус + Хармони) способствовало сохранению урожайности в варианте с осенней основной поверхностной обработкой почвы по сравнению со вспашкой, в то время как весеннее её проведение приводило к снижению урожайности на 0,36 т/га (на 6,4 %), а по отношению к варианту со вспашкой без применения гербицидов, наоборот - к повышению урожая зерна на 0,35 т/га (на 6,6 %). В среднем, по всем вариантам основной обработки почвы использование Харнеса с Луварамом давало прибавку урожая зерна в 1,19 т/га (20,1 %), а баковой смеси Титуса с Хармони - в 0,72 т/га (13,2 %).

Максимальный урожай зерна кукурузы отмечен в варианте с внесением Харнеса и Луварама при осенней основной обработке почвы: прибавка по отношению к контролю (вспашка без применения гербицидов) составляла 1,13 т/га или 18,7 %.

Библиографический список

Антыков, А.Л. Почвы Ставрополья и их плодородие / А.Л. Антыков, А.Л. Стомарев. - Ставрополь, 1970. - 416 с.

Будков, С.В. Роль адаптивных технологий при возделывании различных гибридов кукурузы / С.В. Будков, Р.В. Кравченко // Молодые аграрии Ставрополья : сб. науч. тр. по матер. 69-й науч.-практ. студ. конф., посвящ. 75-летию СтГАУ / СтГАУ (Ставрополь, 2005). - Ставрополь : Изд-во «АГРУС», 2006. - С. 16 - 19.

Иванова, И.В. Структурно-анатомические особенности растений двух генотипов кукурузы в связи с адаптацией к условиям освещенности : автореф. дис. … канд. биол. наук / И.В. Иванова. - М., 1993. - 22 с.

Каюмов, М.К. Кукуруза / М.К. Каюмов // Программирование продуктивности полевых культур : справочник. - М. : Россельхозиздат, 1989. - С. 165 - 234.

Кравченко, Р.В. Эффективность гербицидов на фоне поверхностной обработки почвы / Р.В. Кравченко, Р.А. Верховский // Актуальные проблемы растениеводства юга России : сб. науч. тр. по матер. 68-й науч. - практ. конф. / СтГАУ - Ставрополь : «АГРУС», 2004. - С. 144 - 147.

Кравченко, Р.В. Влияние гербицидов на засоренность посевов кукурузы и ее урожайность на фоне различной основной обработки почвы / Р.В. Кравченко // Интегрированная защита сельскохозяйственных культур и фитосанитарных мониторинг в современном земледелии : сб. науч. тр. по матер. Всерос. науч. - практ. конф. / СтГАУ - Ставрополь : «АГРУС», 2004. - С. 222 - 225.

Кравченко, Р.В. Комплексное применение агрохимикатов в технологиях различной интенсивности при возделывании кукурузы на зерно / Р.В. Кравченко // Интегрированная защита сельскохозяйственных культур и фитосанитарный мониторинг в современном земледелии : сб. науч. тр. по мат. Всерос. научн.-практ. конф. - Ставрополь, 2004. - С. 226 - 229.

Кравченко, Р.В. Применение гербицидов на фоне минимализации основной обработки почвы при возделывании кукурузы на зерно / Р.В. Кравченко, В.И. Прохода // Земледелие, 2008. - № 8. - С. 41 - 42.

Кравченко, Р.В. Агробиологическое обоснование получения стабильных урожаев зерна кукурузы в условиях степной зоны Центрального Предкавказья : монография / Р.В. Кравченко. - Ставрополь, 2010. - 208 с.

Кравченко, Р.В. Научное обоснование ресурсо-энергосберегающих технологий выращивания кукурузы (Zea mays L.) в условиях степной зоны Центрального Предкавказья : автореф. дисс. … д.с.-х.н. / Р. В. Кравченко. - М., 2010. - 45 с.

Кравченко, Р.В. Адаптивность и стабильность проявления урожайных свойств гибридов кукурузы на фоне антропогенных факторов / Р.В. Кравченко // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. - Краснодар: КубГАУ, 2012. - № 03 (77). - Электронный ресурс. Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2012/03/pdf/08.pdf

Степанова, Н.Ю. Разработка элементов безгербицидной технологии возделывания гибридов кукурузы / Н.Ю. Степанова, О.В. Тронева, В.И. Прохода, Р.В. Кравченко // Образование. Наука. Производство - 2009 : сб. науч. статей по мат. студ. науч.-практ. конф. - Ставрополь, 2009. - С. 114 - 115.

Тихоненко, К.А. Возделывание гибридов кукурузы краснодарской селекции по технологиям различной интенсивности в зоне достаточного увлажнения / К.А. Тихоненко, С.В. Будков, В.Н. Борисенко, М.А. Шевченко, А.В. Воскобойников, Р.В. Кравченко // Наука и молодежь: новые идеи и решения : сб. науч. тр. по матер. 70-й науч.-практ. студ. конф. СтГАУ (Ставрополь, 2006) // СтГАУ - Ставрополь. - 2007. - С. 123 - 126.

Тронева, О.В. Продуктивность гибридов кукурузы в условиях различных агроклиматических зон Ставропольского края / О.В. Тронева, В.И. Прохода Р.В. Кравченко // Сб. науч. ст. по матер. Междунар. научн. конф. молодых ученых и специалистов, посвящ. 145-летию академии им. К.А. Тимирязева. - М., 2010. - С. 127 - 131.

Фотосинтез, продукционный процесс и продуктивность растений / Б.И. Гуляев [и др.]. - Киев : Наукова думка, 1989. - 152 с.

Фролов, С.А. Формирование урожая зерна кукурузы в Краснодарском крае и республике Адыгея в зависимости от условий и приемов выращивания : автореф. дис. ... докт. с.-х. наук / С.А. Фролов. - Краснодар, 1993. - 43 с.

Шпаар, Д. Кукуруза / Д. Шпаар [и др.]. - Минск : ФУАинформ, 1999. - 192 с.

Чирков, Ю.И. Агрометеорологические условия и продуктивность кукурузы / Ю.И. Чирков. - Л. : Гидрометеоиздат, 1969. - 252 с.

Francis A. The iripsacinae: an interdisciplinary review of maize (Zea mays) and its relatives / A. Francis. - Helsinki, 1990. - 51 p.

Размещено на Allbest.ru