Ботанічна і біологічна характеристика кукурудзи

2.1. Ботанічна і біологічна характеристика кукурудзи

Кукурудза (Zea mays L.) – важлива кормова культура, що вирощується на зерно силос і зелену масу. Є однодомною, роздільностатевою, перехреснозапильно однорічною рослиною.

За своїми біологічними особливостями кукурудза теплолюбна культура відноситься до пізніх строків сівби. Оптимальні умови для проростання насіння складаються при прогріванні грунту на глибину загортання насіння – в Степу це 5-7 см, в Лісостепу – 4-5 см [27] на 10-12^ОС [28]. За даними Інституту зернового господарства УААН [28] оптимальний тепловий режим для кукурудзи складається тоді, коли середньодобова температура повітря в періоди „сівба–сходи”, „сходи–викидання волоті”, „викидання волоті–формування зерна”, „налив–повна стиглість зерна” знаходяться відповідно в межах 13-16, 20-22, 24 і 20-22^ОС.

Порівняно з іншими зерновими кукурудза вважається посухостійкою культурою, в якої, згідно даних Інституту землеробства УААН [29], транспіраційний коефіцієнт складає 280-350. Проте відносно висока продуктивність даної культури супроводжується значним споживанням води при формуванні врожаю. Сумарне водоспоживання в кукурудзи коливається в широкому діапазоні – від 300 до 400 мм. Рівень урожайності кукурудзи в значній мірі визначається як запасами ґрунтової вологи на початку вегетації, так і кількістю опадів за травень-серпень [30]. В Лісостепу України середньобагаторічні запаси доступної для рослин води в метровому шарі грунту на час сівби складають 160 мм [30], чого цілком достатньо для кукурудзи на початкових етапах розвитку.

На відміну від більшості зернових культур кукурудза потребує посиленого мінерального живлення аж до дозрівання [31]. Кукурудза відноситься до культур, яка слабкіше від інших зернових реагує на попередники.

2.2. Особливості гібриду кукурудзи Колективний 244 МВ

Гібрид Колективний 244 МВ одержаний від схрещування простого лінійного гібриду Піонер 3978 М (материнська форма) з сортом Шиндельмайзер МВ (батьківська форма). За вегетаційним періодом він відноситься до типу середньоранніх гібридів (група стиглості ФАО 250).

Рослина високоросла (220-240 см), коефіцієнт кущіння 1,4-1,6, стебло стійке до полягання і ламкості [32]. Вихід зерна біля 80%. На кожній рослині нормально розвивається в середньому 1–1,5 початка.

Засухо- та холодостійкість гібриду високі. Середньостійкий до пухирчастої сажки, стійкий до фузаріозу початків і кукурудзяного метелика.

Гібрид Колективний 244 МВ відрізняється вигідним насінництвом, тому що його материнська форма – простий гібрид Піонер 3978 М високоврожайний і добре пристосований до механізованого збирання.

Розділ 3. Умови та методика проведення досліджень

 

3.1. Ґрунтові умови

Ґрунтовий покрив дослідного поля представлений чорноземом опідзоленим важкосуглинковим на лесі. Профіль грунту глибокогумусований і досягає глибини до 80-130 см. Вміст гумусу становить 3,3-4,0%. Цей тип грунту має слабокислу реакцію ґрунтового середовища, насичений основами на 85-95%, серед яких переважає кальцій.

Фізичні та гідрологічні властивості грунту дослідної ділянки (табл. 3.1) свідчать про те, що вони в цілому сприятливі для вирощування сільськогосподарських культур.

Таблиця 3.1

Фізичні і гідрологічні властивості грунту

Шар грунту, см	Питома маса грунту, г/см3	Щільність грунту, г/см3	Вологість стійкого в’янення, %
0-20	2,63	1,24	10,6
20-40	2,70	1,27	10,6
40-60	2,57	1,24	12,5
60-80	2,63	1,23	12,4
80-100	2,69	1,24	12,5

З поглибленням щільність грунту незначно підвищується, але не виходить за межі оптимальних параметрів щільності для більшості сільськогосподарських культур.

3.2. Кліматичні особливості місця досліджень та погодні умови

Клімат – помірно-континентальний і за основними елементами погоди характерний для підзони нестійкого зволоження Лісостепу України. За даними метеостанції Умань середньорічна температура повітря становить близько 7,9^ОС і значно коливається в окремі роки. Середня кількість опадів за вегетаційний період складає 291,5 мм, але вони нерівномірно розподіляються в часі.

Вегетаційний період продовжується біля 205 днів, а період активної вегетації сільськогосподарських культур (при температурі вищій за 10^ОС) – 160-165 днів.

Зимовий період характерний частими відлигами, коли температура піднімається до плюс 8-10^ОС. Танення снігу починається в першій половині березня. На холодний період року припадає 20-25% річної суми опадів. Початком весняного сезону вважається дата стійкого переходу середньодобової температури повітря через 0^ОС – це приблизно 15-20 березня. В першій декаді квітня середньодобова температура повітря долає рубіж +5^ОС, а в кінці квітня – плюс 10^ОС, але ще в травні спостерігаються заморозки. Початком літа вважають дату переходу середньодобової температури через +15^ОС – це десь з середини травня. В окремі роки літом спостерігаються посушливі періоди (високі температури повітря, втрати ґрунтової вологи, бездощів’я).

Осінь наступає після переходу середньодобової температури повітря через +10^ОС в бік низьких температур. Коли середньодобова температура повітря стає нижчою за +5^ОС, то це ознака того, що вегетаційний період завершився. В роки досліджень метеорологічні умови представлені в таблиці 3.2. В 2004 році сумарна кількість опадів склала 598,3 мм, що на 8,7% менше від середньобагаторічної норми, яка складає 633 мм. В квітні, травні і червні кількість опадів порівняно з нормою була меншою відповідно у 4, 2,3 і 2,9 рази, що свідчить про несприятливий початковий період вегетації. Але завдяки ґрунтовим запасам вологи і дещо підвищеним середньодобовим температурам повітря для кукурудзи склалися сприятливі умови для росту і розвитку.

В 2005 році сумарна кількість річних опадів досягнула 611,7 мм, що лише на 21,7 мм менше норми, а середньорічна температура була вищою від норми на 0,4^ОС.

Відносна вологість повітря наближалась до нормативного показника. Але ці погодні умови для кукурудзи виявились гіршими, ніж в попередньому році.

Таблиця 3.2

Метеорологічні умови в роки проведення досліджень (за даними метеостанції Умань)

Рік	Температура і відносна вологість повітря – середні за рік	Місяць
		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Сума опадів, мм
Середньобагаторічна	633	47	44	39	48	55	87	87	59	43	33	43	48
2004	598,3	65	52,2	10,1	12	24,2	30	96,7	123,9	74,8	27,5	64,1	17,8
2005	611,7	46,8	68,1	36,3	58,1	57,5	66,9	56,3	62,5	2,6	43,6	39,9	73,1
Середня температура повітря, 0С
Середньобагаторічна	8,1	-5,6	-4,7	-0,3	7,2	14,4	17,9	19,2	18,5	13,6	7,3	7,7	-1,9
2004	8,5	-4,3	-2,6	3,7	8,9	13,2	17,1	19,9	19,2	13,6	9,1	3,4	0,4
2005	8,5	-0,3	-4,9	-1,0	9,8	15,4	17,0	20,4	20	15,4	8,7	2,1	-0,3
Відносна вологість повітря, %
Середньобагаторічна	76	86	85	82	68	64	66	67	68	73	80	87	88
2004	77	90	87	77	59	66	64	73	76	79	82	87	87
2005	76,3	84	87	73	65	68	73	71	73	69	78	87	88

3.3. Схема досліду

Для вивчення взято п’ять варіантів з такими попередниками кукурудзи:

1. Ячмінь ярий (контроль);

2. Горох;

3. Цукрові буряки;

4. Кукурудза;

5. Кукурудза повторно

Ланки з кукурудзою взято з п’ятипільних сівозмін.

Повторність досліду – трикратна. Площа посівної ділянки – 168 м², облікової – 80 м². розміщення варіантів у досліді – систематичний.

3.4. Агротехніка вирощування кукурудзи в досліді

Після збирання гороху і ячменю поле оброблялось дисковими лущильниками на глибинку 6-8 см, а після кукурудзи – дисковими боронами на глибину 10-1 см в два сліди.

Зяблевий обробіток після всіх попередників здійснювався плугом з передплужниками на глибину 20-22 см.

Допосівний обробіток включав ранньовесняне вирівнювання поля боронами, допосівну культивацію і передпосівну культивацію на глибину 5-6 см. Сівбу проводили сівалкою СПУ-6.

Догляд за міжряддями кукурудзи здійснювався культиватором КРН-4,2 починаючи з глибини 8-10 см і закінчуючи глибиною 5-6 см. При вирощуванні кукурудзи гербіцидів і інших засобів захисту рослин не застосовували. Мінеральні добрива вносились під основний обробіток в дозі N₆₀P₆₀K₆₀.

3.5. Методика проведення досліджень

1. Вологість грунту визначалась термостатно-ваговим методом з подальшим перерахунком на доступні запаси вологи в грунті.

2. Забур’яненість посівів на початку та в кінці вегетації кукурудзи визначалась кількісним методом рамкою 70х70 см в чотирикратній повторності.

3. Ураженість кукурудзи пухирчастою сажкою та пошкодження рослин кукурудзяним метеликом визначалась під час огляду 100 облікових рослин на ділянці.

4. Урожайність кукурудзи визначалась суцільним методом – збиранням і зважуванням качанів з облікової площі, визначенням виходу зерна і його вологості з перерахунком до 16%-ної вологості.

5. Статистична обробка даних урожайності кукурудзи проводилась методом дисперсійного аналізу [33].

Розділ 4. Результати досліджень

 

4.1. Запаси доступної вологи в грунті після різних попередників

На урожайність всіх сільськогосподарських культур, в тому числі і на урожайність кукурудзи впливають запаси доступної для рослин вологи, які накопичуються в період від збирання попередника до сівби культури. Можна передбачити, що більше вологи на час сівби кукурудзи буде спостерігатись на полях, де вирощуються культури з невисоким водоспоживанням та де від збирання попередника до сівби культури залишається більший проміжок часу.

З попередників кукурудзи, які вивчаються в досліді, найраніше збирається горох на основну продукцію, за ним ячмінь ярий, потім кукурудза і найпізніше – цукрові буряки.

Які запаси доступної вологи формуються після цих попередників в метровій товщі грунту на час сівби кукурудзи свідчать дані таблиці 4.1.

Таблиця 4.1

Запаси доступної вологи під кукурудзою після різних попередників в 2005 році, мм

Варіант	Попередник	Шар грунту, см	Строк визначення
			сівба	викидання мітелок	повна стиглість
1	Ячмінь ярий (контроль)	0-20	36,2	4,8	8,6
		0-100	198,3	47,7	64,9
2	Горох	0-20	34,4	7,5	8,8
		0-100	193,8	58,2	84,4
3	Цукрові буряки	0-20	29,9	6,8	9,7
		0-100	135,3	66,7	58,7
4	Кукурудза	0-20	32,9	4,4	10,6
		0-100	164,8	71,6	76,5
5	Кукурудза повторна	0-20	33,4	8,9	12,8
		0-100	161,4	70,6	80,4

Якщо взяти верхній 20-сантиметровий шар грунту, то найвищий запас доступної вологи на час сівби кукурудзи спостерігається після ячменю ярого, гороху, повторної кукурудзи і кукурудзи – відповідно 36,2, 34,4, 33,4 і 32,9 мм. Після цукрових буряків цей показник був найнижчим і склав 29,9 мм. Слід відмітити, що цих запасів вологи в шарі 0-20 см було цілком достатньо для одержання дружних сходів кукурудзи.

Але якщо взяти всю товщу метрового шару грунту, то запаси доступної вологи в ній теж були найнижчими після цукрових буряків.

Так, якщо після ячменю ярого запаси доступної вологи в метровому шарі грунту прийняти за 100%, то після гороху їх було 97,7%, цукрових буряків – 68,2%, кукурудзи і кукурудзи повторної відповідно 83,1 і 81,4%. Таким чином, проти контрольного варіанту запаси доступної вологи після цукрових буряків були нижчими на 31,8%. Можна також відзначити, що запаси доступної вологи при розміщенні кукурудзи після кукурудзи і повторної кукурудзи (коли кукурудза на одному місці вирощується третій рік) практично не відрізнялися між собою, що свідчить про можливість розміщувати цю культуру повторно.

В процесі росту і розвитку не дивлячись на невисокий коефіцієнт транспірації кукурудза на час викидання мітелок використала значну частину вологи. Так, на контрольному варіанті в метровому шарі грунту залишилось вологи порівняно з весняними її запасами лише 24,1%, після гороху – 30,0%, після цукрових буряків – 49,3%, після кукурудзи і повторної кукурудзи – відповідно 43,4 і 43,7%. Таким чином, більше води використала кукурудза, розміщена в сівозміні після ячменю ярого і гороху і майже однаково після просапних попередників.

На час повної стиглості запаси доступної вологи в метровій товщі грунту завдяки атмосферним опадам і меншому споживанню вологи в останній фазі органогенезу навіть підвищились, але найнижчими були після кукурудзи розміщеної після цукрових буряків.

Кількість спожитої кукурудзою води залежить не лише від її запасів у грунті, а і від наявності в грунті поживних речовин. Там, де їх більше, то і використання вологи ефективніше. Про це свідчать розрахунки, результати яких приведені в таблиці 4.2.

Таблиця 4.2

Сумарне водоспоживання кукурудзи в 5-пільних сівозмінах після різних попередників у 2005 р.

Варіант	Попередник	За період вегетації, тонн	На 1 ц урожаю, тон
1	Ячмінь ярий (контроль)	3792	72,9
2	Горох	3552	57,4
3	Цукрові буряки	3224	60,4
4	Кукурудза	3341	65,3
5	Кукурудза повторна	3268	64,5

З них видно, що найменшим сумарним водоспоживанням відзначається кукурудза, яка висівалась в сівозміні після гороху і цукрових буряків, де на кожний центнер урожаю витрачено відповідно 57,4 і 60,4 тонн води. На нашу думку, це пов’язано з тим, що після гороху створюється для кукурудзи краще азотне живлення, а після цукрових буряків – впливає післядія внесених під них добрив. У всіх інших варіантах для задоволення потреб у живленні кукурудза використовувала води більше.