Технология возделывания кукурузы в условиях Липецкой области

 

2.1. Ботаническое описание

Кукуруза − однолетнее растение семейства Мятликовые. Однодомное, раздельнополое, перекрестноопыляющееся. В диком состоянии не найдено.

Корневая система мощная, мочковатая, многоярусная, сильноразветвленная, способная на почвах с рыхлым сложением подпахотных горизонтов проникать на глубину до 3 м. Распространяется в радиусе более 1 м.

Стебель кукурузы толщиной от 2 до 7 см, хорошо облиствен, прямостоячий, округлый, гладкий. Высота растений колеблется от 60 см до 6 м. Стебель способен к ветвлению, развивая боковые побеги-пасынки. Большое значение в формировании урожая зерна имеет фотосинтетическая деятельность стебля.

Листья кукурузы крупные, линейные, цельнокрайные, параллельно-нервные, сверху опушенные, в чередующемся порядке расположены по двум противоположным сторонам стебля. Влагалища листьев плотно облегают стебель. Число их от 8 до 45.

Общая поверхность листьев растения в зависимости от сорта и агротехники 0,3-1,5 м². Максимальной величины площадь листьев достигает в конце цветения. Листья кукурузы содержат больше питательных веществ, чем стебель, при использовании на силос и зеленый корм более высокая облиственность растений − положительный признак.

На каждом растении кукурузы имеется два типа соцветий: мужское − метелка и женское − початки.

Метелка состоит из центральной оси (продолжение верхнего междоузлия) и боковых осей. Колоски метелки двухцветковые, с тремя пыльниками в каждом цветке. Развитая метелка имеет 1000-1200 колосков, то есть 2-2,5 тыс. цветков. Каждый пыльник дает до 2500 пыльцевых зерен, а вся метелка − до 15-20 млн.

Початки (видоизмененные боковые побеги) располагаются в пазухах листьев на верхушке боковых побегов с укороченными междоузлиями и видоизмененными листьями, образующими обертку. Число полноценных початков на растении может быть различно.

Початок состоит из оси соцветия (стержень), на котором попарно размещаются рядами колоски с женскими цветками. В каждом колоске закладываются по два цветка, из которых развивается только верхний, нижний атрофируется. Число продольных рядов цветков (зерен) в початке от 8 до 16. У некоторых сортов число рядов зерен достигает 30. Пестик с крупной завязью и очень длинным столбиком. Во время цветения пестики выходят за пределы обертки.

Опыляется кукуруза ветром. Период цветения метелки и початков на одном растении не совпадает (метелка зацветает на 3-8 дней раньше, что обеспечивает перекрестное опыление). Благоприятна для опыления теплая, влажная, с легким ветром погода. При дождливой погоде пыльца смывается, а чрезмерная сухость убивает ее.

Плод-зерновка, обычно голая, крупная. Масса 1000 семян у мелкосеменных сортов 100-150 г, у крупносеменных − 300-400 г. В общей сухой надземной массе растения кукурузы на долю листьев, стебля, метелки, стержня с ножкой и обертки в среднем приходится 55-60%, на долю зерна − 40-45%, а в общей массе зерна и стержня на долю стержня − 15-18%.  Мужское соцветие занимает очень небольшое место в общей надземной массе − 1-1,5%.  Эти соотношения изменяются у разных сортов под действием факторов внешней среды и приемов агротехники.  Под влиянием многовекового и разностороннего воздействия человека (селекция, агротехника, расселение) возникло огромное разнообразие форм кукурузы.

 

 

 

 

2.2. Особенности биологии

Отношение к теплу.

Кукуруза – теплолюбивое растение. Семена прорастают при темпе ратуре 8-10 °С, всходы появляются при 10-12 °С. Наиболее благоприятная температура для роста растений 25 - 30 °С. Максимальная температура, при которой прекращается рост 45 - 47 °С.

Заморозки в 2 - 3 °С повреждают всходы, а осенью – листья. Кукуруза лучше переносит весенние заморозки, чем осенние. Поврежденные всходы, способны в течение недели отрасти. Заморозок в 3°С приводит к потере всхожести недозрелого влажного зерна.

Сумма активных температур, необходимая для созревания скороспелых сортов и гибридов, составляет 2100…2400 °С, среднеспелых и позднеспелых − 2600…3000 °С [1].

 

 Таблица 4. Требования  кукурузы к температуре на разных фазах развития

Фаза развития и роста	Биологический минимум, °С	Оптимальный режим, °С	Критическая температypa, °С
Прорастание	8 ... 10	12... 15	-2 ... -3
Всходы	10 ... 12	15 ... 18	-2 ... -3
Образование и рост вегетативных органов	10... 12	16 ... 20	-2 ... -3
Образование генеративных органов, интенсивный рост и цветение	12... 15	16... 20	-1 … -2 (генеративные органы) -2 … -5 (листья)
Созревание	10... 12	18 ...24	-2... -3 (листья) -4...-5 (початки в фазе молочно- восковой спелости)

 

 

 

Отношение к влаге.

Потребность во влаге у кукурузы невысокая. В начале вегетации до образования 7...8-го листа воды потребляется мало и влаги, запасенной от осенне-зимних осадков, бывает достаточно. При минимуме осадков, но при теплой погоде культура в поисках влаги развивает мощную корневую систему.

Кукуруза относительно хорошо переносит засуху до фазы выхода в трубку. Недостаток же влаги за 10 дней до выметывания и спустя 20 дней после выметывания (критический период) резко снижает урожай. В этот период хорошо развитые растения обеспечивают себя влагой с глубоких слоев почвы. В основных районах возделывания кукурузы на зерно опасность представляет воздушная засуха, которая вызывает увядание растений, снижение интенсивности фотосинтеза и жизнеспособности пыльцы.

Растения кукурузы переносят временный недостаток воды в почве и пониженную относительную влажность воздуха. Однако длительное привядание листьев угнетает ростовые процессы и нарушает образование репродуктивных органов. Кукуруза плохо переносит переувлажнение почвы, резко снижая урожай зерна. Из-за недостатка кислорода в переувлажненной почве замедляется поступление в корни фосфора и  нарушаются процессы фосфорилирования, энергетические процессы в корнях и белковый обмен [2].

 

Отношение к свету.

Кукуруза относится к светолюбивым, короткодневным растениям. Быстрее всего зацветает при 8...9-часовом дне. При продолжительности дня свыше 12...14 ч период вегетации удлиняется. Кукуруза требует интенсивного солнечного освещения. Затенение сорными растениями в первый период вегетации приводит к снижению урожая, как и чрезмерная загущенность посевов.

 

Отношение к почвам и элементам питания.

Высокие урожаи кукуруза дает на чистых, рыхлых, воздухопроницаемых почвах с глубоким гумусовым слоем, обеспеченных питательными веществами и влагой, с рН 5,5 - 7. Лучше всего она растет и развивается на черноземных, темно - каштановых почвах. На этих почвах сосредоточены посевы кукурузы на зерно. В северных районах возделывания кукурузы при недостатке тепла и повышенной влажности более пригодны хорошо окультуренные легкие суглинистые, супесчаные и песчаные почвы, которые весной быстрее прогреваются. Высокие урожаи кукурузы на силос можно получать на серых лесных, дерново-подзолистых, пойменных, осушенных торфяно-болотных почвах. Почвы, склонные к заболачиванию, сильно засоленные, а также с повышенной кислотностью (рН ниже 5) непригодны для возделывания этой культуры.

При прорастании семена кукурузы нуждаются в хорошей аэрации, так как  крупные зародыши их поглощают много кислорода. Высокие урожаи обеспечиваются при содержании кислорода в почвенном воздухе не менее 18 -  20%. При содержании кислорода около 10% рост корней замедляется, а при 5%  прекращается. При этом нарушается поглощение воды и элементов питания из почвы, обмен веществ в корнях и в надземной части растений.

Азот имеет особенно большое значение на ранних этапах роста растений.  При его недостатке задерживаются рост и развитие растений. Максимальное поступление азота наблюдается в течение 2-3 недели перед выметыванием. Потребление азота растениями прекращается после начала молочной спелости  зерна.

Фосфор особенно необходим в начале роста растений, когда закладываются будущие соцветия (фаза 4-6 листьев). Недостаток его в это время ведет к недоразвитию початков, формируются неправильные ряды зерен. Достаточное обеспечение растений фосфором стимулирует развитие корневой системы, повышает засухоустойчивость, ускоряет образование початков и созревание урожая. Фосфор поглощается растениями в меньших количествах, поступает в них медленнее и равномернее, чем калий и азот. Максимальное потребление его кукурузой приходится на период формирования зерна и продолжается почти до его созревания.

При недостатке калия замедляется передвижение углеводов, снижается синтетическая деятельность листьев, ослабляется корневая система и понижается устойчивость кукурузы к полеганию. Калий начинает интенсивно поступать в растение с первых дней появления всходов. К началу выметывания растения поглощают до 90% калия, вскоре после окончания цветения поступление его в растение прекращается (точнее, стабилизируется). Со времени молочной спелости зерна содержание калия в тканях растения снижается в результате вымывания этого элемента осадками через корневую систему в почву.

С началом формирования зерна накопление сухого вещества в стеблях, а в фазе молочно-восковой спелости зерна и в листьях, прекращается и происходит усиленное перемещение питательных веществ из вегетативных органов в репродуктивные. При этом на налив зерна из других органов растения используется до 59% азота, 36% фосфора и 82% калия. Остальное количество азота, фосфора, а в отдельных случаях и калия поступает в зерно благодаря продолжающемуся потреблению этих элементов из почвы [2].

 

Фазы роста и развития.

Выделяют следующие фазы роста и развития кукурузы: начало и полное появление всходов, начало и полное появление метелок, начало и полное цветение початков (появление нитей), молочное, молочно-восковое состояние зерна, восковая спелость, полная спелость. Длительность межфазных периодов определяется сортовыми особенностями, погодными условиями и агротехникой.

В начальный период, до образования первого надземного стеблевого узла, кукуруза растет очень медленно. Затем темпы роста постепенно увеличиваются, достигая максимума перед выметыванием. В это время приросты растений при благоприятных условиях составляют 10-12 см/сут. После цветения рост их в высоту прекращается. Критические периоды в формировании высокого урожая − фаза 2-3 листьев, когда происходит дифференциация зачаточного стебля, и фаза 6-7 листьев, когда определяется размер початка.

Наиболее важные фазы в развитии кукурузы следующие:

1) формирование метелки, которое происходит у скороспелых, среднеспелых и позднеспелых  сортов соответственно в фазе 4-7-го листа, 5-8-го и 7-11-го листа;

2) формирование початка, которое происходит у указанных  сортов соответственно в фазе 7-11-го листа, 8-12-го и 11-16-го листа. За 10 дней до выметывания и  спустя 20 дней после окончания  цветения растения накапливают  до 75% органической массы. Засуха, переувлажнение почвы, недостаток минерального питания в период цветения и оплодотворения ухудшают оплодотворение, снижают озернелость початков. Максимальное количество сырой массы у растений отмечается в фазе молочного состояния; сухого вещества - в конце восковой спелости. Для формирования высокого урожая зерна посевы кукурузы должны сформировать листовую поверхность около 40- 50 тыс. м/га, для зеленой массы − 60-70 тыс. м/га и более.

Продолжительность периода вегетации у кукурузы колеблется от 75 до 180 дней и более.

По длине периода вегетации у кукурузы выделяют следующие группы растений: раннеспелые с продолжительностью от всходов до полного созревания зерна 80-90 дней (листьев на главном стебле 10-12); среднераннеспелые − 90-100 дней (12-14 листьев); среднеспелые − 100-115 дней (14-16 листьев); среднепозднеспелые − 115-130 дней (16-18 листьев); позднеспелые − 130-150 дней (18-20 листьев), очень позднеспелые − более 150 дней (более 20 листьев) [6].

 

 

3. Технология возделывания культуры.

 

3.1. Характеристика  сортов (гибридов) культуры.

В России зарегистрировано около 500 сортов и гибридов кукурузы. В основном это двойные межлинейные и сортолинейные гибриды. Наиболее распространенные в РФ сорта кукурузы:

• Для Центрально-Черноземного, Северо-Кавказского и Нижневолжского регионов: Баланс, Балкан, Богатырь, Веритис, Делитоп, Джерба, Донская высокорослая, Зерноградский 251 МВ, Краснодарский 290 МВ, Краснодарский 295 МВ, Кубанский 247 МВ, Лексик, Нексос, Ньютон, Росс 299 МВ зернового и универсального направления использования;
• Для Центрального региона: Акцент МВ, Белкорн 250 МВ, Каскад 166 АСВ, Поволжский 187 СВ и другие в основном силосного использования [4].

Гибрид АКЦЕНТ МВ. Включен в Госреестр по Центральному региону на силос. Среднеранний. Время цветения метелки раннее - среднее. Главная ось метелки выше верхней боковой ветви средней длины..Первичные боковые веточки метелки слегка изогнутые, средней длины, количество веточек среднее. Растение средней высоты. Початок длинный, слабоконический, стержень окрашен у 70% растений. Зерно промежуточное, ближе к зубовидному, в верхней части желтое, в нижней - желто-оранжевое. Средняя урожайность нормализованного сухого вещества в регионе - 70,2 ц/га, на уровне стандартов. Устойчив к южному гельминтоспориозу, очень слабо поражался пузырчатой головней. Восприимчив к фузариозу початков, сильно повреждался стеблевым кукурузным мотыльком.