Особенности биологии

4.3. Особенности биологии.

Требования к температуре. Кукуруза - теплолюбивое растение. Семена прорастают при темпе­ратуре 8-10 °С, всходы появляются при 10-12 °С. По данным В. И. Степанова и И. С. Шатилова (1959), биологический минимум появления жизнеспособных всходов наблюдается у кремнистых сортов при 10-11°С, у зубовидных - при 11-12 °С. Чрезмерно ранний по­сев в холодную переувлажненную почву приводит к гибели семян и изреживанию всходов. Наиболее благоприятная температура для рос­та растений 25-30 °С, что выше, чем у зерновых колосовых культур. Максимальная температура, при которой прекращается рост, 45-47 "С. Пыльца кукурузы содержит около 60% воды и обладает слабой водоудерживающей способностью. При температуре выше 30-35 °С и от­носительной влажности воздуха около 30% она быстро, в течение 1-2 ч после растрескивания пыльников, высыхает, теряя способность прорастать. Это ведет к плохой выполненности початков.

Заморозки в 2-3°С повреждают всходы, а осенью - листья. Ку­куруза лучше переносит весенние заморозки, чем осенние. Повреж­денные всходы способны в течение недели отрасти. Скороспелые сорта более северного происхождения лучше переносят понижение темпера­туры и заморозки, чем южные позднеспелые сорта и гибриды куку­рузы. Осенью погибшие от мороза растения можно сушить на сено или силосовать. Делать это надо сразу после заморозков, так как мерзлые растения очень быстро загнивают. Заморозок в 3°С приво­дит к потере всхожести недозрелого влажного зерна.

В Нечерноземной зоне наблюдается тесная зависимость между су­точной продуктивностью листьев и дневной температурой воздуха (ко­эффициент корреляции 4-0,8), то есть чем выше температура, тем выше продуктивность работы листьев. Для кукурузы биологически ак­тивной температурой считается температура выше 10 °С, ниже которой процессы роста и развития растений практически приостанавливаются. Сумма биологически активных температур, необходимая для созре­вания скороспелых сортов, составляет 1800-2000°С, среднеспелых и позднеспелых сортов-2300-2600 °С. Среднеспелые и позднеспелые гибриды различаются между собой по сумме температур, необходимых для достижения фазы выметывания, и требуют практически одинаковой суммы температур для прохождения последующих фаз.

Требования к влаге. По требовательности к влаге кукуруза относится к мезофитам. На образование 1 ц сухого вещества она расходует от 174 до 406 ц воды, то есть меньше, чем овес и ячмень. Однако при высоких урожаях растения потребляют большое количество влаги. Кукуруза хорошо использует осадки второй половины лета и частично осени. Растения накапливают большую ор­ганическую массу даже в довольно засушливых районах, чему способ­ствует также хорошее развитие корневой системы.

В начальные фазы развития среднесуточный расход воды на по­севах кукурузы составляет 30-40 м/га, а в период от выметывания до молочного состояния зерна-80-100 м/га. При богарной культу­ре в засушливых районах она дает хороший урожай в годы, когда за июнь - август выпадает не менее 200 мм осадков, а при хороших ве­сенних запасах влаги в почве-не менее 100 мм с явным преобла­данием их в июле, когда происходит цветение.

По данным кафедры растениеводства Кубанского СХИ, расход во­ды на создание 1 ц зерна кукурузы в условиях центральной зоны Краснодарского края составляет 6-9,2 мм, или 60-90 т, в зависимости от условий увлажнения, применяемой агротехники. В южных засушли­вых районах отмечается тесная положительная зависимость между продуктивностью работы листьев и осадками и слабая положительная или даже отрицательная зависимость между работой листьев и высо­кой температурой (Володарский, 1975).

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 критический период формируется пыльца и начинается фор­мирование семян. Обильное водоснабжение растений в начале вегета­ции, нерегулярные или недостаточные поливы в последующий период, когда потребность растений в воде возрастает, значительно снижают урожай зерна кукурузы.

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. Оптимальные условия увлажнения складываются, когда влажность в корнеобитаемом слое почвы поддер­живается поливами на уровне не ниже 75-80% наименьшей влагоемкости. Под влиянием орошения увеличиваются активная поглощаю­щая поверхность корневой системы, поглощение корнями воды и пита­тельных веществ, продуктивность фотосинтеза, снижается непродук­тивное дыхание, повышаются оводненность и водоудерживающая спо­собность листьев. Кукуруза плохо переносит переувлажнение почвы, резко снижая урожай зерна. Из-за недостатка кислорода в переув­лажненной почве замедляется поступление в корни фосфора, в ре­зультате снижается содержание общего, органического и нуклеинового фосфора, нарушаются процессы фосфорилирования, энергетические процессы в корнях и белковый обмен.

Требования к свету. Кукуруза - светолюбивое растение ко­роткого дня. Быстрее всего зацветает при 8-9-часовом дне. При про­должительности дня свыше 12-14 ч период вегетации удлиняется. Кукуруза требует интенсивного солнечного освещения, особенно в мо­лодом возрасте. Чрезмерное загущение посевов, засоренность их при­водит к снижению урожая початков. В опытах кафедры растениевод­ства ТСХА в посевах с густотой стояния 63 тыс/га растений освещенность листьев среднего яруса составляла 53% и нижнего-29% от освещенности верхних листьев, а при загущении до 150 тыс/га рас­тений соответственно 23 и 10%. Чистая продуктивность фотосинтеза при этом снижалась на 15-30%.

Требования к почве. Высокие урожаи кукуруза дает на чистых, рыхлых, воздухопроницаемых почвах с глубоким гумусовым слоем, обеспеченных питательными веществами и влагой, с рН 5,5-7.

Это черноземные, темно-каштановые, темно-серые суглинистые и супес­чаные, а также пойменные почвы. Высокие урожаи кукурузы на си­лос при хорошей агротехнике можно получать и на дерново-подзоли­стых, осушенных торфяно-болотных почвах Нечерноземной зоны. 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.

Требования к питанию. Поглощение основных элементов питания идет по одновершинной кривой и соответствует ходу накопле­ния сухого вещества.

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 нед. 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 и экзоосмоса через корневую си­стему в почву.

По данным К. П. Афендулова и А. И. Лантуховой (1978), 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. На дерново-подзолистых и серых лесных почвах, на выщелоченных и оподзоленных черноземах кукуруза преж­де всего отзывается на азотные удобрения; фосфорные-наиболее эф­фективны на типичных и обыкновенных черноземах. Калийным удоб­рениям особое внимание следует уделять при выращивании кукурузы на супесчаных, торфяных и пойменных почвах, а также в случае, ког­да в севообороте ей предшествует свекла, картофель, травы, выно­сящие из почвы много калия,

Особенности 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. Отмечена тесная зависимость между длиной периода вегетации и числом листьев на растении (коэффициент кор­реляции 0,82-0,99), а также между длиной периода вегетации и уро­жаем зерна (0,70) (Володарский, 1975).

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).