CC BY
73
УДК 633.15(470.4)
П.Н. Просвиряк, канд. с.-х. наук
В.А. Шевченко, доктор с.-х. наук, профессор
ФГОУ ВПО «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина»
ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ УРОЖАЙНОСТИ РАННЕСПЕЛЫХ ГИБРИДОВ КУКУРУЗЫ ПО РЕСУРСАМ КЛИМАТИЧЕСКОЙ ОБЕСПЕЧЕННОСТИ ВЕРХНЕВОЛЖЬЯ
Кукуруза — одна из наиболее древних и распространенных злаковых культур в мире. Ее используют разнообразно — на зерно, фураж, силос, для технических и продовольственных целей. В зерне содержится 60...70 % углеводов, 8...12 % белка и 4.6 % жира. Кукуруза незаменимый и основной компонент комбикормов. Кукурузный силос содержит около 7. 8 % протеина, богат каротином и витамином С. Силос, приготовленный с початками молочно-восковой спелости, намного (в 1,5.2 раза) превосходит по питательности силос из луговых трав, кормовой свеклы, капусты и подсолнечника.
При выборе гибридов кукурузы следует учитывать группу спелости, направление хозяйственного использования, урожайность и качество, устойчивость к полеганию, толерантность к пониженным температурам и болезням [1].
В хозяйствах нечерноземной зоны, специализирующихся на производстве животноводческой продукции, при возделывании кукурузы следует ориентироваться на получение початков с зерном восковой спелости. Исходя из климатической обеспеченности Верхневолжья для этих целей следует использовать раннеспелые гибриды с числом ФАО 100, вегетационный период у которых при сумме активных температур (>5.2100 °С) составляет не более 100 дней, число листьев на главном стебле достигает 10.12, а среднее количество початков, сформированных на одном растении составляет 2.3 шт. По данным работы [2], разница между сортами и гибридами кукурузы в 0,1 % сухого вещества в початках при среднеевропейских условиях соответствует одной единице по числу ФАО, а различие на 10 единиц по числу ФАО ускоряет созревание посевов при этих же условиях на 1.2 дня и, соответственно, повышает содержание сухого вещества в зерностержневой массе на 1.2 % при том же сроке уборки урожая. При выращивании кукурузы на зерно и силос для получения початков с зерном восковой спелости в условиях ресурсов климатической обеспеченности России в основном пригодны раннеспелые, среднеранние и среднеспелые гибриды (группы спелости по ФАО: 100, 101.200 и 201.300 ед.).
Авторами в качестве объекта исследований использовался гибрид ПР-39Бх29, который относится к первой группе ФАО и в условиях Верхневолжья стабильно достигает восковой спелости зерна в початках в первой половине сентября.
Опыты проводили в 2006-2009 гг. в звене зернопропашного севооборота: озимая тритикале-кукуру-за-ячмень, на испытательном участке ОАО «Агрофирма Дмитрова Гора» Конаковского района Тверской области. Почва — дерново-среднеподзолистая, легкосуглинистая по гранулометрическому составу, хорошо окультурена. Мощность пахотного слоя 20.22 см; содержание в почве гумуса 1,62.1,78 %; легкогидролизуемого азота 72.78 мг; Р2О5 155.188 мг; К2О 93.104 мг на 1 кг почвы;
рНсол 5,8-5,9.
ОАО «Агрофирма Дмитрова Гора» является крупным производителем мясомолочной продукции. В хозяйстве имеется 3 тыс. коров и 45 тыс. свиней. Вся площадь пашни составляет 3078 га, из них кукуруза занимает 1000 га. Из-за нехватки посевных площадей кукурузу возделывают также на постоянных участках как бессменную культуру.
Взгляды исследователей на бессменные посевы кукурузы противоречивы. Одни считают, что кукуруза не реагирует отрицательно на бессменные посевы. Другие допускают возможность посевов кукурузы подряд только два-три года, а третьи возражают против ее посева даже два года подряд из-за опасности быстрого распространения грибных болезней и вредителей, сопутствующих культуре. Такая противоречивость мнений вызвана без рассмотрения целевого использования урожая кукурузы и без учета почвенно-климатических особенностей региона возделывания, поэтому является односторонней и нуждается в уточнении [3].
Исходя из анализа данных научно-исследовательских учреждений можно заключить, что при соответствующем уровне агротехники, применении научно обоснованной системы питания кукурузы и использовании эффективных мер борьбы с вредителями и болезнями бессменные посевы кукурузы вполне допустимы [4-7].
Выведение значительной доли посевов из полевых севооборотов и выращивание ее на постоянных участках имеет особое значение в районах
93
с недостаточным количеством тепла и небогатыми дерново-подзолистыми почвами.
В нечерноземной зоне при соблюдении правил агротехники существенного накопления инфекции практически не происходит, особенно на дерновоподзолистых супесчаных почвах, где длительность бессменного возделывания кукурузы может достигать 15.20 лет [8].
В условиях Московской области отдельные вспышки пузырчатой головни имеют место лишь в редкие годы с исключительно благоприятными условиями для развития этой болезни. По данным ВНИИкормов, поражаемость производственных посевов пузырчатой головней при бессменном выращивании кукурузы в период с одиннадцатого по двадцатый год не превышала 0,2.1 %. Снижению пораженности растений кукурузы пузырчатой головней способствует предварительное измельчение пожнивных остатков с последующей глубокой зяблевой вспашкой на 22.25 см. Весной проводят глубокую культивацию, поэтому споры не выворачиваются на поверхность почвы и до следующей весны полностью погибают. Однако при появлении пузырчатой головни бессменное возделывание кукурузы следует прекратить.
Результаты исследований
Применение метода программированного выращивания кукурузы позволяет создать близкие к оптимальным условия для накопления максимальной продуктивности посевов за счет наиболее полного использования генетического потенциала гибридов, агроклиматической обеспеченности региона и материально-технических ресурсов хозяйства.
Пользуясь методикой М.Х. Каюмова [9], авторы провели расчет действительно возможной урожайности сухой биомассы посевов кукурузы Удву, ц/га, по ресурсам продуктивной влаги Ж, мм, и коэффициенту водопотребления КЖ, мм га/ц:
т, 100Ж 100 • 474 1го ,
У=----------=----------= 158 ц/га.
дву КЖ 300
Если принять во внимание, что в биологической массе на долю початков приходится 40 %, то их возможная урожайность У составит:
= 158 •40 = 63,2 ц/га. п 100
В переводе на урожайность початков стандартной влажности (14 %) в условиях Верхневолжья возможно получить:
т, 100 • 63,2 ^ ,
У„ =-----= 73,5 ц/га.
п 100 -14
Урожайность всей надземной массы при влажности 14 % составит:
=шл ц/га.
дву
100 -14
В структуре початков кукурузы, по данным авторов, в фазе восковой спелости зерна на долю стержней приходится 10,3 %, а на долю оберток — 9,2 %, что в сумме составляет 19,5 % сухой массы. Исходя из этого, определяем возможную урожайность абсолютно сухого зерна Уасз с 1 га, которая равна 80,5 %:
Уасз = 63,2 ■ 80,5 = 50,9 ц/га.
При стандартной влажности 14 % урожайность
зерна составит:
50,9 100
= 59 ц/га.
100 -14
Данная урожайность зерна будет взята за основу при расчете доз удобрений как в звене севооборота, так и при бессменном возделывании кукурузы.
Поскольку на специализированных сельскохозяйственных предприятиях по производству говядины и свинины кукурузу начинают убирать в начале восковой, а заканчивают уборку в фазе полной спелости зерна с целью получения зерностержневой силосной массы с влажностью 60 % и содержанием сухого вещества 40 %, то при такой влажности урожайность всей надземной массы составит 526 ц/га.
Урожайность початков при содержании в них сухого вещества 40 % будет равна:
526•40
100
- = 210 ц/га.
Таким образом, в условиях Верхневолжья ресурсы продуктивной влаги позволяют получить урожайность надземной массы кукурузы при влажности 60 % на уровне 526 ц/га, в том числе 210 ц/га початков в фазе восковой спелости зерна и 316 ц/га листостебельной массы.
Для улучшения качества силоса рекомендуется скашивать кукурузу на высоте 50 см. При этом урожайность снижается в среднем на 25 %, но в зерностержневой смеси увеличивается процент зерна за счет уменьшения доли нижних, менее перевари-мых частей стебля с засохшими и поврежденными болезнями листьями.
С учетом отмеченных потерь урожайность кукурузной массы составит 395 ц/га.
Урожайность кукурузы также формируется в процессе фотосинтеза за счет аккумулирования растениями фотосинтетически активной радиации (ФАР), количество которой за вегетационный период в условиях Тверской области составляет 2,45 млрд ккал/га [9].
Расчет действительно возможной урожайности раннеспелых гибридов кукурузы осуществляли по формуле
Убиол = И0 ' K2 Ц/га,
^100102
где Убиол — возможный биологический урожай сухой массы ц/га; R — приход ФАР за вегетационный период, млрд кДж/га; К — коэффициент использования ФАР, %; q — калорийность биомассы растений, кДж/кг; 100-102 — коэффициент для пересчета урожая, ц/га.
И.С. Шатилов и А.Г. Замораев [10] экспериментальным путем установили калорийность отдельных органов кукурузы, которая составила, кДж/кг: листья — 3843; стебли — 3851; метелки — 3794; початки — 4150, а средняя по растению — 3909.
По расчетам М.К. Каюмова [9], величины потенциальной урожайности при выращивании кукурузы на силос в нечерноземной зоне при заданных коэффициентах использования ФАР в интервале от 0,5 до 6,0 % могут обеспечивать 71.711 ц/га. Следовательно, при современном уровне развития растениеводства приход ФАР не лимитирует урожайность кукурузы. Однако очень важно в условиях биологизации земледелия обеспечить такой уровень выполнения биологических и агротехнических мероприятий, при котором поступающая ФАР использовалась бы более полно [11].
Несколько ранее И.С. Шатилов и А.Г. Замораев [10] экспериментально доказали, что в условиях южной части Московской области (Серебряно-Прудский район) в период полного формирования листовой поверхности коэффициент использования ФАР достигает 2,76.5,49 %. По их данным, при увеличении числа растений с 40 до 222 тыс. на 1 га использование солнечной энергии на формирование хозяйственнополезной части урожая возрастает в 4.4,5 раза.
Исходя из вышеизложенного авторами для расчета возможного биологического урожая сухой массы раннеспелых гибридов кукурузы интенсивного типа принят коэффициент использования ФАР 2,5 %. При этом уровень урожайности составит:
2,45109 • 2,5 .
убиол =------2 = 157 ц/га.
3909-100102
Данная урожайность сухой биомассы растений кукурузы обеспечит сбор, ц/га:
• абсолютно сухой массы початков — 62,8;
• урожайность початков при стандартной влажности 14 % — 73,0;
• урожайность всей надземной массы при стандартной влажности 14 % — 182,6;
• урожайность абсолютно сухого зерна — 50,6;
• урожайность зерна при стандартной влажности 14 % — 58,8;
• урожайность надземной массы при влажности 60 % — 522;
• урожайность надземной массы при влажности 60 % и с учетом потерь при высоте скашивания 50 см — 392 ц/га.
Следовательно, агроклиматические ресурсы по количеству продуктивной влаги и приходу ФАР за период вегетации позволяют получать довольно близкие урожаи раннеспелых гибридов по всем изученным показателям кукурузы.
Расчет действительно возможной урожайности раннеспелых гибридов кукурузы с учетом эффективного плодородия почвы проводили на основании содержания КРК, приведенным в дополнение к почвенной карте. В годы проведения исследований при выносе на формирования 1 ц листостебельной массы: N — 1,79 кг; Р2О5 — 0,56 и К2О — 1,75 кг возможная урожайность при влажности 60 % находилась в интервале: по содержанию легкогидролизуемого азота 100.109 ц/га; по содержанию Р2О5 — 277.323 и по содержанию К2О — 69.77 ц/га. При таком содержании в почве №К урожайность зерна будет еще ниже и составит, ц/га: по азоту — 17,8.19,3; по фосфору — 45,6.55,3 и по калию — 11,6.13,0.
Таким образом, среди факторов жизни растений ограничивающим является низкий уровень эффективного плодородия почвы, что требует дополнительного внесения питательных элементов для получения запрограммированных урожаев раннеспелых гибридов кукурузы.
Выводы
На основании проведенных теоретических расчетов, исходя из агроклиматических ресурсов Верхневолжья по формированию продуктивности посевов раннеспелых гибридов кукурузы с числом ФАО до 100 единиц можно заключить следующее.
1. Почвенно-климатические условия Верхневолжья по ресурсам продуктивной влаги, коэффициенту водопотребления и по приходу ФАР позволяют получать при стандартной влажности 14 % 182,6.183,7 ц/га всей надземной массы, 73,0.73,5 початков и 58,8.59,0 ц/га зерна.
2. Среди факторов жизни растений (свет, тепло, вода, воздух, элементы минерального питания), ограничивающих выращивание действительно возможной урожайности, является низкий уровень эффективного плодородия почвы, позволяющий получать при влажности 60 %: по содержанию легкогидролизуемого азота 100.109 ц/га надземной массы; по содержанию Р2О5 — 277.323 и по содержанию К2О — 69.77 ц/га, что требует дополнительного внесения питательных элементов для получения программируемых урожаев кукурузы.
3. В хозяйствах высокой культуры земледелия, специализирующихся на производстве мясомолочной продукции, кукурузу можно выращивать на зерностержневую смесь на постоянных участках вблизи ферм и крупных комплексов как бессменную культуру в течение 10.15 лет. Ограничивающим фактором бессменных посевов является бо----------------------------------------- 95
лезнь пузырчатая головня. При первых признаках данной болезни бессменное возделывание кукурузы следует прекратить.
Список литературы
1. Шпаар, Д. Производство грубых кормов / Д. Шпаар, Х. Гибельхаузен, Х. Гинапп. — Кн. 1. — Торжок, ООО «Вариант», 2002. — С. 271-277.
2. Посыпанов, Г.С. Растениеводство / Т.Г. Посыпа-нов, В.Е. Долгодворов, Г.В. Коренев. — М.: Колос, 1997. — С. 172-183.
3. Сусидко, П.И. Кукуруза / П.И. Сусидко, В.С. Ци-ков. — Киев: Урожай, 1978. — С. 32-49.
4. Третьяков, Н.Н. Кукуруза в Нечерноземной зоне / Н.Н. Третьяков. — М.: Колос, 1974. — 224 с.
5. Наумкин, В.Н. Агроэкологические основы повышения урожайности и качества кукурузы в условиях юго-западных районов Нечерноземной зоны Российской Федерации: автореф. дис. . доктор с.-х. наук / Наумкин В.Н. — М., 1994. — 38 с.
6. Мальцев, В.Ф. Система биологизации земледелия Нечерноземной зоны России / Под редакцией В.Ф. Мальцева, М.К. Каюмова. Ч. II. — М.: Росинформагротех, 2002. — С.518-522.
7. Фирсов, И.П. Технология растениеводства / И.П. Фир-сов, А.М. Соловьев, М.Ф. Трифонова. — М.: Колос, 2004. — С. 255-268.
8. Третьяков, Н.Н. Справочник кукурузовода / Н.Н. Третьяков, И.А. Шкурпела. — М.: Россельхозиздат, 1979. — 160 с.
9. Каюмов, М.К. Программирование урожаев / М.К. Каю-мов. — М.: Московский рабочий, 1981. — С. 7-98.
10. Шатилов, И.С. Использование физиологически активной радиации кукурузой при разной густоте стояния / И.С. Шатилов, А.Г. Замораев // Известия ТСХА. — 1965. — Вып. 5-6. — С. 148-161.
11. Ничипорович, А.А. Пути управления фотосинтети-ческой деятельностью растений с целью повышения их продуктивности / А.А. Ничипорович // Физиология с.-х. растений. — 1967. — Т. I. — С. 309-353.
