Агробиологическое обоснование технологии возделывания кукурузы в условиях степной зоны

Кукуруза крахмалисто-сахарная. Нижняя часть зерна имеет мучнистый эндосперм, а верхняя, как у сахарной кукурузы, с характерной мощностью. Распространена в Южной Америке.

Кукуруза пленчатая. Колосковые чешуи в зрелом початке сильно развиты, зерно целиком заключено в них. Иногда имеются даже ости. Это редкий вид нигде не возделывается

Внутри каждого подвида различают разновидности, выделяемые по окраске зерна и стержня початка.

2.2 Биологические особенности роста и развития кукурузы

Кукуруза - требовательная культура к условиям роста и развития. Зерно ее начинает прорастать при температуре почвы 8-10оС. Для набухания требуется около 44% воды от веса зерна. Потребность ее в тепле определяется нижним пределом температуры, при котором начинается рост, и суммарным количеством тепла, необходимого для завершения каждого этапа развития.

Всходы появляются при температуре не ниже 10-12 оС. Прирост биологической массы прекращается при среднесуточной температуре не ниже 10 оС. При температуре ниже 12 оС кукуруза приостанавливает рост и желтеет. В этих условиях повышается восприимчивость к болезням, растягивается период вегетации. Оптимальной температурой для роста и развития во второй половине вегетации (от цветения до созревания) считается 22-23 оС.

При температуре выше 30 оС и относительной влажности 25-30 оС нарушается процесс цветения и оплодотворения. В этих условиях обезвоживается пыльца, подсыхают нити початков, в результате женские цветки полностью не оплодотворяются, что приводит к череззернице и снижению урожайности.

В сухую жаркую погоду наблюдается повышение испарения влаги растениями, корневая система в это время не успевает подавать ее надземной части растения и кукуруза страдает от засухи.

Гибриды кукурузы по длине вегетационного периода принято классифицировать на следующие группы: очень раннеспелые, раннеспелые, среднеспелые, среднепоздние, позднеспелые, очень позднеспелые.

Кукуруза чувствительна к заморозкам, хотя заморозки до 2-3 оС всходы переносят удовлетворительно. Повреждение и частичная гибель растений в фазе цветения наступает при температуре воздуха -1 -2 оС, а во время созревания -2 -3 оС. Культура легче переносит весенние заморозки, чем осенние. Если заморозками повреждается около 25% листовой поверхности, надземные части быстро восстанавливаются и в дальнейшем функционируют нормально. При 50% повреждении листовой поверхности растения практически погибают.

При первых небольших заморозках осенью (-2 -03 оС) листья подмораживаются и кормовые качества зеленой массы резко снижаются (уменьшается количество каротина). Однако для початков в фазе восковой спелости зерна такие заморозки не опасны. Это одно из важных преимуществ зерновых сортов.

В течении первых 25-30 дней кукуруза растет медленно, и сорные растения особенно угнетают ее. Поэтому очень важно растения содержать в чистоте от сорняков. Нельзя опаздывать с применением почвенных гербицидов и первой культивацией. Темп роста растений в высоту является важнейших морфобиологических признаков, по которым можно судить о реакции растений на изменение условий их произрастания. В первые 15 дней после появления всходов среднесуточный прирост составляет 1,2-2,4 см., в последующие две недели он заметно уменьшится, что связано с формированием узловых корней. В дальнейшем посевы растут интенсивнее и достигают максимума, как правило, за 7-10 дней до выбрасывания метелки. Наибольший среднесуточный прирост в благоприятные годы в этот период составляет 6-7 см.

Кукуруза - светолюбивая культура короткого дня. Она требует менее продолжительного, чем другие зерновые, но более интенсивного освещения. Затенение растений, равно как и загущение, запоздание с боронованием и по всходам, действует угнетающе на ростовые процессы: тормозится формирование органов плодоношения, увеличивается разрыв в цветении мужских и женских соцветий, становится больше бесплодных растений.

Кукуруза относится к сравнительно засухоустойчивым культурам, уступает только сорго, суданской траве и просу. Очень экономно расходует почвенную влагу. На создание 1 кг сухого вещества потребляет 25-300 кг воды, для набухания зерна требует 44% воды от веса зерна, что значительно меньше, чем ячмень или овес, другие культуры.

В течении вегетации растения используют влагу не равномерно. В период интенсивного роста кукуруза за сутки расходует 2-4 литра воды, а при густоте 35-40 тыс./га растений - 70-160т.

В сухие годы расход влаги за вегетационный период составляет от 225-250 мм; от всходов до появления метелок 111-113 мм или от 48 до 59%, от появления метелок до полной спелости зерна - 92-122 мм, что составляет от 41 до 52%. Во влажные годы ее расходуется больше чем в засушливые.

Наибольшее количество влаги кукуруза расходует в течении 30 дней, примерно за 10 дней до выметывания и за 20 дней после выбрасывания метелки. Недостаток влаги в этот период резко снижает урожай кукурузы. Этот период называют критическим. Наиболее интенсивный рост приходится на время от начала выметывания метелок до завядания рылец.

При увядании растений в течении одного - двух дней во время цветения урожай снижается на 20%, 6-8 дней - на 50%. Суховеи нарушают полноту оплодотворения семяпочек через очень длинные столбики, в это время подавляется рост и дифференциация зачаточных початков.

Недостаток влаги в фазе молочной спелости приводит к формированию мелкого зерна в верхней части початка.

При возделывании на богаре в засушливых степных районах кукуруза дает хорошие результаты, когда за июнь-август выпадает до 200 мм осадков. Кроме того запасы влаги в почве должны составлять не менее 100 мм. При недостатки ее или при ограниченном количестве, листья кукурузы светло-зеленые, жесткие и узкие. При хорошем водоснабжении они приобретают глянцевато - зеленую окраску, становятся широкими. Потребляя большое количество воды, растения способны противостоять перегреву, обезвоживанию и давать высокие урожаи. Однако кукуруза плохо переносит переувлажнение почвы, при этом резко снижается урожай зерна и зеленой массы.

Из-за недостатка кислорода замедляется поступление фосфора, нарушаются процессы фосфоролирования и белковый обмен.

Культура растет на различных типах почвы, менее требовательна к плодородию, но отзывчива на повышение плодородия почвы, в частности на внесение в нее минеральных и органических удобрений. Наибольший урожай она дает на рыхлых черноземах, суглинистых и супесчаных с хорошей водоудерживающей способностью и водопроницаемостью. Оптимальная реакция почвенного раствора близка к нейтральной (рН=6=7,5).

В процессе прорастания семена кукурузы нуждаются в хорошей аэрации, так как крупные зародыши их поглощают много кислорода.

Как считают некоторые ученые, оптимальная плотность почвы должна находиться в пределах 1,1-1,3 г/см3, поэтому нельзя допускать как излишнего уплотнения, так и рыхлого состояния корнеобитаемого слоя. Кукуруза развивает мощную корневую систему и достигает глубины в фазе всходов - 10-15 см, 5-7 листьев - 60 см. при радиусе 35-40 см. В последующие фаза мелких жизнедеятельных корней проникает на глубину 150-250 см. Сильные выделения корневой системы СО2 , яблочной кислоты и других веществ улучшает питание и деятельность азотофиксирующих бактерий почвы. Этим в известной мере объясняется относительная небольшая требовательность кукурузы к плодородию почвы. Вместе с тем небольшой расход питательных веществ свидетельствует об отзывчивости ее к удобрениям. Установлено, что в течении вегетации из почвенных запасов она использует азота - 52%, фосфора - 34%, калия 32%, а остальное количество - из минеральных и органических удобрений. При внесении N40 Р40 К40 , урожайность зерна кукурузы повышается на 46 ц/га. При применении интенсивной технологии в условиях степей следует вносить N60-90 Р60 К30-45 . Эти нормы необходимо уточнять на основе данных агрохимических картограмм. Минеральные удобрения, в основном, вносят под зяблевую вспашку, весной при посеве и во время ухода в виде подкормок.

Большой вред причиняют болезни (пузырчатая, пыльная головня и др.) и вредители (проволочники, стеблевой мотылек и др.)

Сведения о районированных сортах кукурузы

Формирование урожая зависит от качества фотосинтетической активной радиации (ФАР), влагообеспеченности и условий минерального питания растений. Хорошим урожаем без орошения можно считать, когда удается использовать 2-3% ФАР, при орошении - 5.

3.1 Приход ФАР за период вегетации культуры

Для расчета ФАР, приходящийся на посев кукурузы, прежде всего, нужно знать фактическую продолжительность периода вегетации (с 25 мая по 10 сентября) и суммарную ФАР определяющуюся числом дней вегетации в каждом месяце (май - 6, июнь - 30, июль - 31, август - 31, сентябрь - 10 дней) в Кувандыкском районе.

QФАР = (7,8/31х6)+8,5+8,0+6,9+(4,3/30х10)=

=1,51+8,5+8,0+6,9+1,43=26,34 ккал/см3

При переводе на 1 га принимаем 1м2=10 000 см2

1 000 м2 = 1 га = 100 000 000 см2 = 108 см2

3.2 Определение ВУ (возможного урожая) кукурузы

QФАР х КФАР

ВУ= ___________________

102 х КБ х 102 , ц/га

где:

ВУ - возможный урожай абсолютно сухой биомассы, ц/га

QФАР - приход ФАР за вегетацию, ккал/га

КФАР - коэффициент использования ФАР

КБ - калорийность биомассы, ккал/кг (для кукурузы - 4100)

102 - для расчета урожая в ц/га

102 - для перевода КБ в абсолютные величины, ккал/ц

Для Кувандыкского района при КФАР = 1%. ВУ кукурузы составляет:

26,34 х 108 х 1 26,34 х 10

ВУ кукурузы = ____________________ = ________________ = 64,2 ц/га

102 х КБ х 102 4,1

Эта масса включает стебли, листья, стержни, зерно, корни.

Прежде всего, рассчитаем ВУ корней. Корнеобеспеченность у кукурузы составляет 20%, т.е. 64,2х20% = 12,8 ц/га

Надземная часть тогда равна 64,2-12,8 = 51,4 ц/га

Соотношение основной и побочной продукции у кукурузы 1:1,4 (сумма 2,4). Тогда ВУ зерна составит 51,4:2,4 = 21,4 ц абсолютно сухого зерна.

Теперь следует рассчитать ВУ зерна с учетом стандартной влажности. При расчете урожая по зерновым культурам стандартную влажность принимают равной 14%

Расчет ведется по формуле

У = ____________________х 100,

где 100 - С

У - урожай зерна при стандартной влажности, ц/га

А - урожай абсолютно сухой массы зерна, ц/га

С - влажность зерна, %

21,4

У=________________ х 100 = 0,249 х 100 = 24,9 ц/га

100-14

Расчет урожая сухого и при стандартной влажности зерна можно упростить, воспользовавшись ориентировочным коэффициентом К ХОЗ

Так для кукурузы урожай абсолютно сухого зерна составит 0,417 от суммарного урожая надземной массы 51,4 ц - т.е. 21,4 ц/га, а при переводе на стандартную влажность 0,461 или 51,4 х 0,461 = 23,7 ц/га.

Таким образом, при КФАР = 1% в условиях Кувандыкского района можно получать урожай зерна кукурузы 23,7 ц/га. Но это потенциальный или возможный урожай при условии полного удовлетворения потребностей растений.

Т.к. в условиях степной зоны часто ощущается недостаток влаги, надлежит определить действительно возможный урожай (ДВУ) с учетом лимитирующего фактора.

24,9х0,417=10,98

24,9х0,461=10,36

3.3 Определение ДВУ (действительно возможного урожая) с учетом лимитирующего фактора

Существует несколько методик определения ДВУ. Они базируются на исходных запасах влаги в метровом слое почвы и учете количества осадков за вегетацию (по многолетним данным). Расчет ДВУ ведут и по биоклиматическому потенциалу (по Д.И. Шашко).

Оценка различных методов расчета ДВУ, проведенная ВНИИЗХ показала, что наиболее правильным для степной зоны следует признать расчет ДВУ по коэффициенту водопотребления по формуле:

Страницы: 1, 2, 3, 4