Изучение реакции гибридов кукурузы на сроки посева

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…12оС, 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…18оС кукуруза всходит в полевых условиях через 8…10 дней, при температуре 12…14оС через 18…20 дней. Во влажной почве при температуре 21оС 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 0оС, 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, поэтому в почве накапливается много доступного растениям минерального, преимущественно нитратного азота. После других предшественников запас этого элемента в черноземах выщелоченных к посеву сельскохозяйственных культур бывает недостаточным.

Калием чернозёмы выщелоченные в большинстве случаев обеспечены в полной потребности растений и гарантирует урожайность зерновых 22…25ц/га.

Содержание доступного растениям фосфора в чернозёмах выщелоченных, бывает, как правило, недостаточным для получения высоких урожаев (А.П. Козаченко 1997).

По данным анализа, чернозем опытного участка содержит в пахотном слое 6.96% гумуса, 260 мг/кг подвижного фосфора, 195 мг/кг обменного калия; рН солевой вытяжки - 5.72.

Таким образом, при грамотной системе удобрений почвенные условия благоприятны для роста и развития культуры.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8