CC BY
112
ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИИ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА
УДК 633.15
A.В. Загинайлов
B.А. Шевченко, доктор с.-х. наук
Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина
ВЛИЯНИЕ ГУСТОТЫ ПОСЕВА КУКУРУЗЫ ПО ГРЕБНЯМ НА ЕЕ ПРОДУКТИВНОСТЬ
Один из факторов, определяющих уровень урожайности кукурузы и его качество, — густота стояния растений на единице площади. Правильный ее выбор позволяет поднять урожайность кукурузы на 30...40 % и более. Основные площади посевов кукурузы, предназначенной на корм, убираются в молочно-восковой и восковой спелости. Густота стояния растений в таких посевах колеблется по зонам страны от 30 до 130 тыс./га. Значение этой величины определяется прежде всего размером растений того или иного гибрида, его облиственно-стью, влагообеспеченностью, потребностью в свете и тепле, а также количеством питательных элементов в почве. При чрезмерном загущении и недостаточном количестве света, влаги, питания в зачатках будущих початков и метелок закладывается и формируется меньшее количество цветков. При нехватке этих факторов развитие растений замедляется. Недостаточность освещения в загущенных посевах в период заложения початка приводит к уменьшению его размера, озерненности и выполненности зерна [1].
Сорта даже близкой группы спелости по-разному реагируют на загущение. Еще большая разница в реакции на загущение проявляется между раннеспелыми и высокорослыми, хорошо облист-
венными позднеспелыми гибридами, характеризующимися более мощным развитием надземной части и корневой системы каждого растения, более высоким расходом влаги и элементов питания для формирования биомассы, большим самозате-нением.
У загущенных посевов есть свои положительные и отрицательные стороны. Выращивание кукурузы в Нечерноземной зоне до молочно-восковой спелости неустойчиво по годам. Основной лимитирующий фактор — тепло. Основное преимущество загущенных посевов в районах с недостатком тепла — относительная стабильность их урожаев по годам. Более высокие урожаи загущенных посевов в годы с недостатком тепла объясняются рядом причин и прежде всего большим количеством растений на 1 га, что, в свою очередь, создает более благоприятный температурный режим. Улучшение микроклимата можно объяснить меньшей продуваемостью загущенных посевов, более полным поглощением солнечных лучей (благодаря большей площади листовой поверхности), лучшим обогревом окружающего воздуха. Температура воздуха при загущении на 1,5.2 °С выше, чем в обычных посевах, что крайне важно для северных районов возделывания кукурузы [2].
25
При всех положительных сторонах загущения посевов они имеют и существенные недостатки. Во-первых, это увеличение нормы высева, т. е. возрастающая в 1,5.2 раза потребность в дефицитном семенном материале и увеличение затрат на посев. Во-вторых, возможное полегание стеблестоя, которое приводит к значительным потерям при уборке. В-третьих, в благоприятные для кукурузы годы, когда при меньшей густоте тот же гибрид достигает молочно-восковой спелости, силос загущенных посевов отличается несколько худшей питательностью за счет уменьшения доли зерна [3].
В исследованиях авторов было изучено влияние густоты стояния 80, 120 и 160 тыс./га растений кукурузы на рост, развитие и конечную урожайность при раннем сроке посева (25 апреля — 5 мая) по гребневой технологии в условиях Центрального района Нечерноземной зоны РФ.
Экспериментальные исследования проводили на опытной станции Российского государственного аграрного университета — Московской сельскохозяйственной академии им. К.А. Тимирязева.
Почва опытного участка (РГАУ — МСХА им. К.А. Тимирязева) дерново-подзолистая, среднесуглинистая, мощность пахотного слоя составила 20.22 см, рН(сол) = 5,6...5,8 (по Алямовско-му), содержание гумуса 2,0...2,2 % (по Тюрину), подвижного фосфора 200.250 мг/кг почвы, обменного калия 250.300 мг/кг почвы (по Кирсанову). Объектом изучения служил гибрид кукурузы Краснодарский 194 МВ, который районирован в Центральном регионе Российской Федерации, куда входит и Московская область. Предшественник — озимая тритикале в системе севооборота: занятый пар—озимая тритикале-кукуруза. Гребни формировали культиватором-гребнеобразователем КГВ-4,2. Высота гребней достигала 15.20 см. Посев производился по мере созревания почвы (25 апреля — 5 мая).
Площадь питания — величина, обратная густоте стояния растений: чем больше густота стояния растений, тем меньше площадь питания. При увеличении густоты посева, несмотря на уменьшение массы корней отдельного растения, возрастает их общее количество. Состояние корневой системы растений, ее биометрические и физиологические характеристики находятся в сложной зависимости от факторов внешней среды и определяют вегетативное развитие и формирование урожая сельскохозяйственных культур.
В исследованиях авторов разные густоты стояния растений оказывали заметное влияние на мощность развития корневой системы кукурузы.
Так, в фазу цветения кукурузы объем корней (см3/растение) в слое 0.30 см в варианте с меньшей густотой стояния (80 тыс. растений/га) соста-
26
вил 115 см3, в варианте с густотой стояния 120 тыс. растений/га — 95 см3 и в варианте с густотой стояния 160 тыс. растений/га — 45 см3. В фазу восковой спелости объем корневой системы у растений уменьшается вследствие их отмирания и перераспределения питательных веществ в генеративные органы. Максимальный объем — 92 см3/растение наблюдался в варианте с густотой стояния 80 тыс. растений/га. При густоте посевов 120 тыс. растений/га объем корней составил 78 см3/растение. Минимальный объем корней — 36 см3/растение сохранился в варианте с загущенным посевом — 160 тыс. растений/га.
Таким образом, проявляется четкая закономерность, при увеличении в 2 раза густоты посевов кукурузы, объем корней растения уменьшается в 2,5 раза.
С ростом густоты стояния уменьшается вегетативная часть растений. По мнению ряда авторов [4], увеличение густоты стояния негативно сказывается на каждом отдельном растении, но положительно влияет на общую сухую массу и урожай.
При густом посеве раньше происходит смыкание рядов, лучше используются растениями солнечная энергия, удерживается более высокая относительная влажность воздуха, создается затенение почвы, эффективно угнетающее сорную растительность, что в сочетании с применением гербицидов сокращает количество междурядных обработок [5].
В опыте для изучения влияния густоты стояния растений на фотосинтетическую деятельность посевов измерялась ассимиляционная поверхность в процессе вегетации, учитывался рост сухой массы растений и рассчитывался коэффициент чистой продуктивности фотосинтеза (ЧПФ), определяемый как количество граммов сухого вещества, синтезируемого 1 м2 поверхности листьев за 1 сутки, г/м2. В табл. 1 приведены данные по формированию ассимиляционной поверхности кукурузы при различной густоте стояния растений, возделываемых на гребнях.
Значение ассимиляционной поверхности зависит от площади листьев одного растения и густоты стояния посева. Чем больше густота стояния растений, тем больше ассимиляционная поверхность посева. В наших опытах при увеличении густоты стояния растений ассимиляционная поверхность посева кукурузы увеличивалась.
Так, в фазу 9-й лист площадь ассимиляционной поверхности посевов (тыс. м2/га) с увеличением густоты стояния растений увеличивается. В среднем за годы исследований площадь листьев при густоте стояния 80 тыс. растений/га составляет 25,69 тыс. м2/га, при густоте стояния 120 тыс. растений/га — 29,35 тыс. м2/га, при густоте стояния 160 тыс. растений/га — 39,81 тыс. м2/га. В фазу цве-
Таблица 1
Динамика формирования листовой поверхности кукурузы при разной густоте посева, тыс. м2/га
Фаза развития Густота стояния, тыс. растений/га Годы исследований Среднее за 2005— 2007 гг.
2005 2006 2007
5-й лист 80 0,55 0,45 0,40 0,47
120 1,19 0,98 0,87 1,01
160 1,15 1,05 0,92 1,04
НСР05 0,16 0,17 0,16 -
9-й лист 80 22,69 32,36 22,02 25,69
120 29,83 33,00 25,23 29,35
160 39,65 44,53 35,25 39,81
НСР05 7,12 5,19 3,82 -
Цветение 80 24,69 34,52 23,68 27,63
120 38,46 39,64 31,37 36,49
160 47,45 59,56 44,82 50,61
НСР05 3,41 6,17 4,07 -
Молочная 80 26,39 36,34 25,09 29,27
спелость 120 41,02 41,76 33,24 38,67
160 50,42 62,45 47,27 53,38
НСР05 4,76 4,36 3,40 -
тения на посевах с густотой стояния 80 тыс. растений/га площадь листьев меньше, чем на вариантах с густотой посева 120 и 160 тыс. растений/га в 1,32 и 1,83 раза соответственно.
В фазу молочной спелости в 2005 г. площадь листьев при густоте стояния 80 тыс. растений/га составила 26,39 тыс. м2/га, при густоте стояния 160 тыс. растений/га — 50,42 тыс. м2/га, в 2006 г. на этих вариантах площадь листьев равнялась соответственно 36,34 и 62,45 тыс. м2/га. 2007 г. был засушливым, что сказалось на интенсивности роста ассимиляционной поверхности. Площадь листьев при густоте 80 тыс. растений/га составила 25,09 тыс. м2/га, при густоте посева 120 тыс. растений/га — 33,24 тыс. м2/га, при густоте посева 160 тыс. растений/га — 47,27 тыс. м2/га.
Максимальная площадь листьев (62,45 тыс. м2/га) была в 2006 г., который характеризовался большим количеством осадков и низкой суммой активных температур.
Таким образом, в условиях с избыточным увлажнением ассимиляционная поверхность листьев развивается лучше, с увеличением густоты стояния растений при избыточном увлажнении конкуренция между растениями проявляется слабее. Преимущество загущенных посевов уменьшается при недостатке влаги. В засушливом 2007 г. площадь листьев кукурузы на загущенных посевах (160 тыс. растений/га) была на 25 % ниже, чем во влажном 2006 г.
Большое значение для формирования продуктивности посевов имеет показатель ЧПФ. Этот показатель, рассматриваемый в процессе онтогенеза, характеризует динамику накопления биологического урожая в связи с фотосинтетической активностью растений.
Авторами проведены исследования ЧПФ посевами кукурузы, в целях определения влияния разной густоты стояния на индекс чистой продуктивности фотосинтеза. В благоприятном по погодным условиям 2005 г. чистая продуктивность фотосинтеза с ростом густоты стояния растений возрастала. При 80 тыс. растений/га ЧПФ составила 5,34 г/м2 в сутки, при 120 тыс. растений/га — 6,71 г/м2 в сутки, при 160 тыс. растений/га — 6,92 г/м2 в сутки.
В 2006 г., который характеризовался большим количеством осадков и низкой суммой ак-
тивных температур, наблюдалась обратная картина, при увеличении густоты стояния растений чистая продуктивность фотосинтеза снижалась. При 80 тыс. растений/га ЧПФ составила 8,89 г/м2 в сутки, при 120 тыс. растений/га ЧПФ снизилась до 7,18 г/м2 в сутки. Минимальная ЧПФ в этом году наблюдалась при 160 тыс. растений/га — 6,46 г/м2 в сутки. На взгляд авторов, это объясняется тем, что в 2006 г. образовалась максимальная ассимиляционная поверхность за годы наблюдений, а накопление биомассы оставалось средним. В результате ЧПФ была тем выше, чем меньше посевы нарастили листовой поверхности, поэтому наиболее продуктивными в этой ситуации оказались варианты с густотой стояния 80 тыс. растений/га.
В 2007 г. максимальная ЧПФ так же, как и в 2006 г., была при минимальной густоте стояния — 6,34 г/м2 в сутки. При густоте стояния 120 и 160 тыс. растений/га чистая продуктивность фотосинтеза была практически одинаковой — 4,77 г/м2 в сутки и 4,80 г/м2 в сутки соответственно. В засушливом 2007 г. вследствие неблагоприятных погодных условий с увеличением густоты стояния растений дефицит влаги увеличивался и растения накапливали меньшую биомассу, вследствие чего показатель ЧПФ снижался.
Полученные данные свидетельствуют о том, что при меньшей густоте стояния процесс фотосинтеза в растениях идет интенсивнее. Загущение
27
посевов снижает интенсивность образования зеленой массы на единицу площади листовой поверхности, но увеличивает эти показатели на единицу площади посева.
Известно, что с загущением посевов продуктивность одного растения снижается. При увеличении плотности стеблестоя с 50 тыс. растений/га до 200 тыс. растений/га сухая масса одного растения уменьшалась на 24.36 %, однако это снижение компенсируется увеличением сбора сухого вещества [4]. Увеличение густоты стояния растений до определенного предела повышает урожайность зеленой массы и сухого вещества в зависимости от уровня агротехники и погодных условий. По данным, полученным в Мордовском университете, при увеличении густоты стояния растений с 95 до 145 тыс. растений/га урожайность незначительно увеличивается. При дальнейшем увеличении густоты стояния растений она уменьшается, что объясняется взаимным затемнением и угнетением растений [6].
Изучение динамики накопления сухого вещества на посевах кукурузы в расчете на 1 га позволяет заключить, что в среднем за 3 года наблюдений лучшие результаты обеспечивает вариант с густотой стояния 160 тыс. растений/га.
На начальных этапах развития четкой связи между густотой стояния растений и сухой биомассой не наблюдается. К фазе 9-й лист наиболее интенсивное накопление сухого вещества на 1 га происходит на вариантах с густотой стояния растений 160 тыс. растений/га. В среднем за 3 года наблюдений на этом варианте накапливалось сухого вещества в 1,3 и 1,5 раза больше, чем на вариантах с густотой стояния 120 и 80 тыс. растений/га соответственно.
В фазу цветения в 2005 г. при густоте стояния 80 и 120 тыс. растений/га накопление сухого веще-
растений/га — 101,3 ц/га. В 2006 г. эти показатели были равны 60,8; 82,7 и 97,7 ц/га, в 2007 г. — 58,3; 76,6 и 79,9 ц/га.
Таким образом, при увеличении густоты стояния растений сбор сухой массы увеличивается. В среднем за годы наблюдений на загущенном варианте (160 тыс. растений/га) накапливалось сухого вещества в 1,1 и 1,4 раза больше, чем на вариантах с густотой стояния 120 и 80 тыс. растений/га соответственно.
Авторами проведен учет урожая зеленой массы и початков кукурузы при возделывании на вариантах с разной густотой стояния. Анализ урожайных данных позволяет заключить, что густота стояния растений оказывает неодинаковое влияние на продуктивность зеленой кукурузы (табл. 2).
В 2005 г., благоприятном по погодным условиям для возделывания кукурузы, максимальная урожайность зеленой массы отмечалась при густоте стояния 160 тыс. растений/га и составила 47,5 т/га. Урожай початков был также самым высоким — 19,2 т/га. С уменьшением густоты стояния урожайность снижалась до 42,5 т/га при густоте посева 120 тыс. растений/га и 36,2 т/га при 80 тыс. растений/га.
Таким образом, загущенный посев (160 тыс. растений/га) обеспечивал по уровню урожайности зеленой массы и початков достоверную прибавку относительно урожая кукурузы на варианте с густотой стояния 80 тыс. растений/га (+11,3 т/га) и положительную тенденцию относительно варианта с густотой стояния 120 тыс. растений/га.
2006 г. характеризовался большим количеством осадков и низкой суммой активных температур. Урожай зеленой массы и початков в этот год был самым большим и составил в варианте с густотой стояния 160 тыс. растений/га — 53,4 т/га, в варианте 120 тыс. растений/га — 55,8 т/га и в варианте с густотой стояния 80 тыс. растений/га — 51,1 т/га.
Следовательно, в условиях достаточной влагообеспечен-ности густота стояния растений 120 тыс. на 1 га обеспечивает наибольшую урожайность зеленой массы и початков кукурузы и статистически достоверную прибавку относительно варианта с густотой стояния 80 тыс. растений/га (+4,7 т/га).
В 2007 г. острый дефицит осадков отрицательно сказался на продуктивности растений, так как был получен самый низкий урожай зеленой массы и початков кукурузы за все годы проведения опытов. При густоте стояния 80 тыс. растений/га урожай зеле-
ства составило 85,0 ц/га и 88,1 ц/га, при 160 тыс.
Таблица 2
Урожай зеленой массы и початков кукурузы в зависимости от густоты стояния растений, т/га
Густота стояния, тыс. растений/га Годы исследований Среднее за 2005-2007 гг.
2005 2006 2007
Зеленая масса
80 36,2 51,1 24,6 37,3
120 42,5 55,8 28,7 42,3
160 47,5 53,4 26,7 42,5
НСР05 8,12 2,48 4,0 -
Початки
80 12,7 21,4 11,6 15,2
120 17,5 24,5 14,0 18,7
160 19,2 21,8 13,3 18,1
НСР05 5,00 2,98 3,11 -
ной массы кукурузы составил 24,6 т/га. На вариантах с загущенным посевом (160 тыс. растений/га) урожайность была чуть выше — 26,7 т/га. При густоте стояния 120 тыс. растений/га получен максимальным урожай — 28,7 т/га.
Проведенные исследования позволяют заключить, что густота стояния посевов оказывает влияние на урожай зеленой массы и початков кукурузы гибрида Краснодарский 194 МВ. В благоприятные для кукурузы годы загущенные посевы (160 тыс. растений/га) быстрее накапливают общую биомассу и обеспечивают стабильное и достоверное увеличение урожайности по сравнению с густотой стояния 80 тыс. растений/га. В годы с избыточным увлажнением (2006 г.) или низким количеством осадков и высокими температурами почвы и воздуха (2007 г.) предпочтительнее густота стояния 120 тыс. растений/га, которая обеспечивает наибольшую урожайность зеленой массы и початков кукурузы и статистически достоверную прибавку относительно варианта с густотой стояния 80 тыс. растений/га.
Выводы
1. Увеличение количества растений с 80 до 160 тыс./га в условиях достаточной влагообес-печенности обеспечивает максимальное развитие ассимиляционной поверхности кукурузы — 62,45 тыс. м2/га, что в 1,7 раза больше, чем на вариантах с густотой стояния 80 тыс. растений/га. Преимущество загущенных посевов уменьшается при недостатке влаги. В засушливом 2007 г. площадь листьев кукурузы на загущенных посевах (160 тыс. растений/га) была на 25 % ниже, чем во влажном 2006 г.
2. Объем корней кукурузы зависит от густоты стояния растений. В загущенных посевах (160 тыс. растений/га) формируется в 2,5 раза меньше объема
корней в расчете на одно растение, чем в варианте с густотой стояния 80 тыс. растений/га.
3. При увеличении густоты стояния (до 160 тыс. растений/га) сбор сухого вещества увеличивается. В среднем за годы наблюдений на загущенном варианте (160 тыс. растений/га) накапливалось сухой массы в 1,1 и 1,4 раза больше, чем на вариантах с густотой стояния 120 и 80 тыс. растений/га соответственно.
4. Густота стояния посевов оказывает влияние на урожай зеленой массы и початков кукурузы гибрида Краснодарский 194 МВ.
Список литературы
1. Киреев, В.Н. Кукуруза на силос в Центральном районе Нечерноземной зоны. В кн. Кукуруза в Нечерноземье / В.Н. Киреев, А.Н. Образцов. — М.: Московский рабочий, 1987. — С. 3-9.
2. Киреев, В.Н. Рекомендации по интенсивной технологии возделывания кукурузы на силос с початками молочно-восковой спелости в Московской области / В.Н. Киреев. — М.: НПО «Корма», 1989. — 50 с.
3. Сотченко, В.С. Состояние и перспективы производства зерна кукурузы в Российской Федерации /
B.С. Сотченко // Кукуруза и сорго. — 2005. — № 1. —
C. 2-8.
4. Третьяков, Н.Н. Формирование продуктивности у разных экотипов кукурузы при загущении / Н.Н. Третьяков // Известия тСхА. — 1987. — Вып. 4. —
С. 99-106.
5. Валиев, Р.З. Экономическая эффективность возделывания кукурузы при различной густоте стояния растений / Р.З. Валиев // Проблемы селекции кукурузы и крупяных культур и исходный материал: сб. науч. тр. по прикладной ботанике, генетике и селекции. — Т. 105. — Л.: Изд-во ВИР, 1986. — 126 с.
6. Бородачев, В.Е. Влияние погодных условий на полевую всхожесть, рост и урожайность кукурузы в Мордовии / В.Е. Бородачев // Интенсификация кормопроизводства Нечерноземной зоны РСФСР: межвуз. сб. науч. тр. — Саранск: Изд-во Мордовского университета, 1986. — С. 80-84.
УДК 631.31 А.В. Перепёлкин
Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина
УДЕЛЬНЫЕ ЗАТРАТЫ ПРИ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКЕ ПОЧВЫ КОПАТЕЛЯМИ
Основная обработка почвы характеризуется высокими энергетическими, трудовыми затратами, составляющими до половины материальных вложений в растениеводстве. Именно здесь заложены резервы экономики, использование которых приобретает особую актуальность в условиях само-
окупаемости и самофинансирования хозяйств. При выборе способа и системы обработки почвы, сравнив удельные затраты, производительность, условия труда, себестоимость продукции, удельные затраты энергии, можно определить оптимальный вариант. Сравнение плуга с копателем показало, что
