Обзор литературы по технологии возделывания культуры

Кукуруза, образуя большое количество органической массы, расходует на ее построение много минеральных питательных веществ. Она потребляет питательных элементов в 2−3 раза больше, чем другие зерновые культуры. Так, на образование одной тонны зерна расходуется 34 кг азота, 12 кг фосфора и 20 кг калия; следовательно, при среднем урожае 50 ц/га кукуруза выносит из почвы 170 кг азота, 60 кг фосфора и 100 кг калия, которые в процессе их использования поступают в растения весьма неравномерно (А.И. Симакин, 1961).

Азот входит в состав многих органических соединений. При его недостатке задерживается рост и развитие кукурузы, замедляется образование хлорофилла, снижается интенсивность фотосинтеза и белкового обмена (Н.И. Володарский, 1975, К. П. Магницкий, 1972).

Азотное голодание, испытываемое кукурузой впервые две недели после появления всходов, отрицательно сказывается впоследствии на образовании растениями початков (В.В. Штефан, 1981). Недостаток азота отмечается в исследованиях Н. Г. Сыкало (1968), способствует увеличению разрыва в сроках зацветания мужских и женских соцветий, иногда до 8−12 дней. Возникающее резкое ослабление ростовых процессов приводит к преждевременному опадению листьев (К.П. Магницкий, 1972), которые, как и початки, являются весьма ценной в кормовом отношении составляющей частью будущего урожая.

Устранить эти и другие нежелательные явления можно с помощью внесения азотных удобрений, которые оказывают большое положительное влияние на урожай кукурузы (Е.Н. Фолькман, 1983, В. Т. Куркаев, 1964, Н. Г. Найдин, 1965). Однако растения могут получить и избыток азота. При избыточной концентрации азота в почве, которая может образовываться от внесения с припо-севным удобрением высокой дозы азота, появление всходов запаздывает, они бывают изреженными и угнетенными (Н.И. Володарский, 1975, Н. Г. Сыкало, 1968).

Чрезмерные дозы азотного удобрения могут явиться причиной усиленного развития вегетативной массы растений в ущерб початкам, повышения склонности растений к полеганию, усиления расхода воды на транспирацию, задержки созревания (И.Б. Мосолов, 1979, К. Нерияг, Ф. Людцекке, 1974).

Весьма нежелательным при этом оказывается и повышенное, доходящее порой до токсичного, накопление в тканях растений нитратного азота (А.И. Васильев, 1979, В. Т. Емцев, Г. И. Переверзева, Т. К. Ильина и др., 1982). В целом практическое значение азота при выращивании кукурузы состоит в том, что именно он чаще всего оказывается в почве в минимуме и поэтому, как правило, оказывается фактором, лимитирующим величину урожая (Н.И. Володарский, 1975).

Кукуруза усваивает азот почвы как в аммонийной, так и нитратной форме. В связи с этим английские исследователи (Е.Н. Фолькман, 1983) отмечают, что молодые растения быстрее поглощают аммонийный азот, а более старые потребляют примерно 90% необходимого им азота в виде нитратов. Вначале после появления всходов поглощение растениями азота минимального (К.П. Афендулов, 1966, I.I.Hanway, 1962), затем, с усилением их роста оно возрастает.

Тем не менее, по данным Н. Г. Сыкало (1968), с момента прорастания семян до образования 7−8 листьев кукуруза усваивает всего лишь около 1,5−2% азота от общего количества потребления, что связано с ее относительно медленным ростом в это время. Наиболее важным в отношении обеспечения азотом К. П. Афендулов (1966) считает период от образования 4−6 листьев до подсыхания рыльцев початков, когда в растения поступает около 72% от общего количества азота.

Интенсивное поглощение азота в эти фазы развития связано с усиленным нарастанием вегетативной массы, закладкой и формированием генеративных органов растений (Н.Г. Сыкало, 1968). Максимальный уровень поглощения азота, по мнению ряда авторов (В.Д. Панников, В. Г. Минеев, 1977, А. И. Симакин, 1961, В. В. Штсфаи, 1981), отмечается примерно за две недели перед выбрасыванием метелок.

Поступление азота в растения продолжается почти до полного созревания зерна (К.П. Афендулов, 1966, В. Д. Панников, В. Г. Минеев, 1977), причем В. Т. Куркаев (1964) отмечает его высокий уровень до наступления восковой спелости зерна. В некоторых работах (П.И. Сусидко, В. С. Цикова, 1978, Н. Г. Сыкало, 1968) прекращение питания растений азотом относят к более раннему периоду.

Большинство процессов обмена веществ проходит в растениях при непосредственном участии фосфора. Фосфор стимулирует образование корней у растений кукурузы и способствует их более быстрому проникновению в нижние слои почвы, что помогает растениям эффективнее использовать запасы почвенной влаги при неблагоприятных условиях водообеспечения (А.И. Симакин, 1961). От уровня фосфорного питания зависят темпы развития растений, формирования и созревания початков (Н.И. Володарский, 1975, В. В. Штефан, 1981).

При недостатке фосфора в почве снижается интенсивность поглощения кукурузой азота, угнетается синтез белков, резко ослабляется рост вегетативной массы и корней (К.П. Магницкий, 1972, Н. Г. Сыкало, 1976). Недостаток фосфора в ранний период роста, когда растения испытывают в нем особую потребность, обусловленную невысокой усвояющей способностью развивающейся корневой системы (И.Б. Мосолов, 1979) не может быть полностью исправлен внесением фосфора в более поздний период (П.В. Носов, 1969).

В то же время, по данным Н. И. Володарского (1975), избыточный уровень фосфорного питания, ускоряя развитие растений кукурузы, несколько снижает уровень вегетативной массы и зерна. Поглощение фосфора кукурузой начинается с момента прорастания семян и длится в течение всей вегетации растений, до полной спелости зерна (К.П. Афендулов, 1966, В. Д. Панников, В. Г. Минеев, 1977, А. И. Симакин, 1961, Н. Г. Сыкало, 1976). При низком уровне содержания фосфора в почве поступление его в растения, как отмечает В. К. Штефан (1981), прекращается уже в период выметывания метелок. Это обстоятельство является весьма существенным в свете изложенной выше роли фосфора в формировании урожая кукурузы.

Несмотря на высокую степень нуждаемости молодых растений в обеспеченности фосфором, они до появления 4−6 листьев усваивают только 0,12% к общему количеству потребления элемента (К.П. Афендулов, 1966). Активное поступление фосфора в растения начинается с образования у них 4−6 листьев и достигает максимальной интенсивности в фазу молочно-восковой спелости зерна (Н.Г. Сыкало, 1976). При этом, в межфазный период от молочно — восковой до полной спелости зерна поглощается свыше 30% фосфора от его использованного количества (К.П. Афендулов, 1966). В исследованиях В. Т. Курквева (1964) максимальное потребление фосфора кукурузой приходилась на период цветения растений. В условиях недостатка азота поглощение фосфора может снижаться до 30% от поглощения его при достаточном обеспечении азотом (I.I.Hanway, 1962). Это свидетельствует о том, что азотные удобрения улучшают использование фосфора растениями кукурузы.

Калий не входит в состав органических соединений кукурузы, как азот и фосфор, а содержится в клеточном соке растения почти полностью в виде водорастворимых солей (И.Б. Мосолов, 1979, Л. М. Томсон, Ф. Р. Троу, 1982). Тем не менее, калий требуется кукурузе в больших количествах и играет важную роль в ее жизни. Калий принимает активное участие в обмене и транспортировке углеводов (К.П. Магницкий, 1972), оказывает положительное влияние на процессы фотосинтеза, образования и превращения аминокислот и белков в растениях кукурузы (Н.И. Володарский, 1975). Достаточный уровень обеспеченности калием позволяет кукурузе успешно сопротивляться грибным заболеваниям и легче переносить засуху (И.Б. Мосолов, 1979, К. Нерияг, Ф. Людцекке, 1974). При недостатке калия в почве замедляется рост вегетативных органов кукурузы, угнетается жизнедеятельность корневой системы (Н.Г. Сыкало, 1974), стебли растений и их опорные корни слабеют, становятся непрочными, и растения приобретают склонность к полеганию. К. П. Афендулов (1966) отмечает, что недостаточное обеспечение кукурузы калием приводит к нарушению дыхания растений, в процессе которого они начинают расходовать белки вместо углеводов. Избыточное калийное питание не оказывает заметного влияния на рост, развитие и урожайность кукурузы (Н.И. Володарский, 1975).

Калий начинает поступать в растения с первых дней появлении всходов и наиболее интенсивно поглощается кукурузой в первый период ее вегетации (В.У. Пчелкин, 1966, В. В. Штефан, 1981). Основная часть этого элемента усваивается растениями в период между образованием у них 4−6 листьев и цветением метелок и составляет около 82% от общего количества калия, использованного кукурузой (К.П. Афендулов, 1966). Особенно усиливается приток калия в растения примерно за 2−3 недели до выметывания метелок, а уровень его общего накопления кукурузой достигает максимального значения с наступлением этой фазы (В.Т. Куркаев, 1964, Н. Г. Сыкало, 1977).

Поступление калия в растения прекращается раньше, чем азота и фосфора. Большинство исследователей (П.И. Сусидко, В. С. Цикова, 1978) считает, что это происходит в фазу молочно — восковой спелости зерна, однако есть данные (Н.И. Володарский, 1975, В. Т. Куркаев, 1964), что потребление калия заканчивается несколько раньше — с наступлением фазы цветения растений кукурузы. Потребность кукурузы в калии тесно связана с уровнем азотного питания и находится в поглощение калия (И.В. Мосолов, Е. С. Чернова, 1976).

Применение удобрений имеет определяющее значение в системе агротехнических мероприятий, направленных на дальнейшее повышение плодородия почв и увеличение урожайности кукурузы. Расчеты специалистов показывают, что около 40% от общего прироста урожайности кукурузы, выращиваемой на богаре в хозяйствах страны, обеспечивается от применения удобрений. При этом, использование научно обоснованных норм органических и минеральных удобрений позволяет поднять уровень урожайности кукурузы в среднем по стране на 30% (Н.Х. Дудина, Е. А. Панова, М. П. Петухов, 1991). Подчеркнутое значение роли повышения научного уровня обоснования системы удобрения кукурузы еще раз свидетельствует об актуальности наших исследований.

Не следует делать вывод, что произвольное увеличение дозы азота может быть оправдано соответствующими прибавками урожая. Это обусловлено целым рядом причин, связанных с условиями увлажнения зоны, качеством получаемой продукции экономическими показателями применения удобрений и т. д. Так, в исследованиях Е. В. Агофонова и А. А. Батакова (2000) увеличение дозы азота свыше 120 кг/га к дальнейшему повышению урожайности кукурузы не приводило.

Фосфорное удобрение в исследованиях разных авторов показывало неодинаковую эффективность, а действие калия в большинстве случаев было очень слабым.

В опытах А. И. Васильева (1979) урожай кукурузы не лимитировался уровнем фосфорного и калийного питания в связи с высоким исходным содержанием в почве подвижных форм этих элементов. Исследования И. Ф. Круссор и А. П. Кузьминой (1975) свидетельствуют, что создание фона умеренными дозами Р и К способствовало повышению урожая под влиянием азотного удобрения, однако прибавки от внесения только фосфатов или калия отсутствовали.

Английский ученый — агрохимик Д. У. Кук (1970) высказывает предположение, что причина столь низкой эффективности калийного удобрения может быть объяснена «избыточным поглощением» калия кукурузой, значительно превышающим требуемое количество, что не сопровождается получением соразмерной прибавки урожая.

АЛ. Гетманец (1980), обобщая большое количество данных советских и зарубежных исследователей, резюмирует, что потребность в калийном удобрении у кукурузы возникает в первую очередь на супесчаных, торфяных и пойменных почвах, а также при ее возделывании после предшественников, выносящих с урожаями большие количества калия. С этими утверждениями согласны и В. И. Никитишен, Л. К. Дмитракова, В. И. Личко (2000).

Итак, изменение лоз N, Р и К оказывает неравноценное действие на величину урожая кукурузы. Вместе с тем, наибольшего эффекта от азотного удобрения можно добиться только при его сочетании с фосфорным и калийным (К.П. Афендулов, 1966, Д. У. Кук, 1970), причем далеко не последнюю роль играет здесь соотношение элементов питания.

Анализируя полученные экспериментальные данные, следует отметить (Д.В. Ефанов и др., 2007 г.), что наиболее высокую продуктивность (с меньшими колебаниями по урожайности) формируют гибриды раннеспелой и среднеспелой групп спелости, в то время как формы более поздней групп созревания сильнее реагируют на погодные условия вегетационного периода.

Создание оптимальной густоты стояния растений кукурузы при возделывании на неорошаемых землях сухостепной зоны каштановых почв Нижнего Поволжья — один из основных технологических приемов эффективного возделывания данной культуры. Согласно данным ряда научно-исследовательских учреждений, этот фактор должен формировать листовую поверхность на уровне 40−45 тыс. м²/га, что в биоклиматических регионах данного района позволяет наиболее эффективно использовать природные факторы: приход ФАР, свет, теплои влагообеспеченность.

Снижение или увеличение фотосинтетической поверхности приводит к неполному использованию природных факторов и потенциальной возможности гибридов кукурузы, что естественно снижает продуктивность данной культуры.

Исходя из этого, в течение ряда лет изучали влияние густоты стояния растений гибридов кукурузы различных групп спелости на зерновую продуктивность данной культуры.

На основании полученных данных установлено, что наибольшая продуктивность гибридов раннеспелой и среднеспелой групп созревания получена при густоте стояния при 35−45 тыс. растений на 1 га даже в острозасушливые годы. Что касается гибридов среднеспелой групп, то густота стояния растений на 1 га не должна превышать 30−35 тыс.

Адаптивная технология возделывания кукурузы на зерно (Г.Р. Диканев 2007 г.) на неорошаемых землях сухостепной зоны каштановых почв с уровнем урожая 2,0−3,0 т/га должна включать следующие элементы:

— размещение посевов кукурузы по черному пару, паровой озими или зернобобовым культурам;

— основной способ осенней подготовки почвыотвальная вспашка. Допустимо применение безотвального рыхления, особенно на полях, подверженных различными видами эрозии;

— использование гибридов раннеспелой и среднеспелой групп спелости;

— создание оптимальной густоты стояния растений-35−40 тыс. на 1 га;

— дифференцированное (разноглубинное) проведение предпосевной обработки почвы в зависимости от наличия тех или иных видов сорных растений;

— обязательное проведение междурядных обработок в фазе 5−6 и 8−10 листьев, что снижает засоренность посевов кукурузы и в значительной стпени сокращает физическое испарение влаги из почвы; Биоэнергетический коэффициент данной технологии составляет 3−4.