Возделывание кукурузы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Многие живые организмы способны наносить серьезный ущерб человеку, домашним животным и растениям. Насекомые являются переносчиками множества заболеваний. Многие грызуны также являются переносчиками болезней и наносят серьезный вред семенным и продуктовым запасам. Большой вред они наносят и сельскому хозяйству, что выражается в значительном снижении урожайности сельскохозяйственных культур. Особенно значительные потери урожая происходят в результате присутствия сорных растений, которые выносят питательные вещества и влагу из почвы, затеняют культурные растения, а во многих случаях и загрязняют продукцию ядовитыми веществами и семенами, вызывающими отравление человека и животных.

Общие потери урожая от вредителей, болезней и сорняков в мире составляет 34% от потенциально возможного урожая, кроме того, значительно снижается качество продукции. Такие значимые культуры, как картофель, сахарная свекла практически невозможно вырастить без проведения защитных мероприятий. Для России характерен менее высокий, чем в США и других зарубежных странах, уровень потерь урожая. В среднем он составляет 25-27%. В пересчете на зерно потери урожая в России от вредителей, болезней и сорных растений составляют 70 млн. тонн зерновых единиц. В некоторых случаях применение пестицидов в Западной Европе за последние 25 лет позволило поднять урожай зерновых культур в 2 раза. Страны, применяющие интенсивную технологию в сельском хозяйстве, вносят следующее количество современных и эффективных средств защиты растений (в расчете на 1 га площади): Голландия - 18,5 кг, Италия - 13,2 кг, Бельгия - 11,3 кг.

Химизация сельского хозяйства, внедрение химических материалов и методов обработки в сельскохозяйственное производство одно из главных направлений научно-технического прогресса, преследующее цель повышения продуктивности сельскохозяйственных культур, животноводства, улучшения качества продукции, охраны полезных растений и животных от вредителей, болезней и неблагоприятных условий существования. Основные направления химизации сельского хозяйства: применение удобрений, химических средств защиты растений от вредителей, болезней и сорняков, использование химических продуктов в животноводстве, консервировании сельскохозяйственных продуктов и растительных кормов, использование синтетических материалов в мелиорации и сельскохозяйственном строительстве, химическая мелиорация почвы.

Многочисленными исследованиями доказано, что пестициды, в целом, не ухудшают биохимических показателей качества урожая при соблюдении регламентов их внесения. Однако использование морально устаревших препаратов, нарушение доз и сроков их внесения могут привести не только к потерям сельхозпродукции, но и ухудшению их качества. А в ряде случаев она может стать даже опасной для здоровья человека и животных. Но и отказаться от применения пестицидов совершенно невозможно. Единственно правильное решение - улучшение технологии использования препаратов, применение их в оптимальных дозах и осуществление постоянного контроля качества продукции. Подтверждением этого тезиса является тот факт, что в Японии химическими средствами защиты растений обрабатывается 100% посевной площади, а средняя продолжительность жизни в этой стране одна из самых высоких в мире.

Таким образом, химическая защита растений была и остается важнейшим резервом увеличения валовых сборов продукции растениеводства, а в ряде случаев и единственным условием рентабельного ведения сельского хозяйства. Рациональное, с учетом рекомендуемых доз, сроков и кратности применения пестицидов, а также использование их с учетом порогов вредоносности не приводят к загрязнению окружающей среды и накоплению вредных остатков не только в почве, атмосфере и растениях, но и в продуктах питания.

Кукуруза - одна из основных культур современного мирового земледелия. Это культура разностороннего использования и высокой урожайности. На продовольствие в странах мира используется около 20% зерна кукурузы, на технические цели 15-20% и примерно две трети - на корм.

В зерне содержатся углеводы (65-70%), белок (9-12%), жир (4-8%), минеральные соли и витамины. Из зерна получают муку, крупу, хлопья, консервы (сахарная кукуруза), крахмал, этиловый спирт, декстрин, пиво, глюкозу, сахар, патоку, сиропы, мед, масло, витамин Е, аскорбиновую кислоты. Пестичные столбики применяют в медицине. Из стеблей, листьев и початков вырабатывают бумагу, линолеум, вискозу, активированный уголь, искусственную пробку, пластмассу, анестезирующие средства и др.

Зерно кукурузы - прекрасный корм. В 1 кг зерна содержится 1,34 кормовой единицы и 78 г., протеина. Это ценный компонент комбикормов. Однако протеин зерна кукурузы беден незаменимыми аминокислотами - лизином и триптофаном - и богат малоценным в кормовом отношении белком - зеином.

Кукурузу используют на зеленый корм, который богат каротином. В корм идут и остающиеся после уборки на зерно сухие листья, стебли и стержни початков кукурузы. В 100 кг кукурузной соломы содержится 37 кормовых единиц, а в 100 кг размолотых стержней - 35.

Как пропашная культура кукуруза - хороший предшественник с севообороте, способствует освобождению полей от сорняков, почти не имеет общих с зерновыми культурами вредителей и болезней. При уборке на зерно она хороший предшественник зерновых культур, а при возделывании на зеленый корм прекрасная парозанимающая культура. Кукуруза получила большое распространение в подкосных, пожнивных и повторных посевах. Используют ее и как кулисное растение.

Кукуруза - древнейшее культурное растение, родина ее - Центральная и Южная Америка, зона тропиков и субтропиков. Об этом свидетельствуют археологические находки пыльцы, метелок, зерна и початков примитивных форм кукурузы, а также результаты генетических и цитоэмбриологических исследований. Еще в доколумбовую эпоху кукуруза была главной продовольственной культурой аборигенов, проживающих в этих районах. Кукурузу выращивают во всем мире - от тропических широт до Скандинавских стран. В мировом земледелии площадь ее возделывания на зерно занимает 129,3 млн. га.

Особенности морфологии.

Кукуруза (Zea mays) - однолетнее растение семейства Мятликовые (Poaceae). Однодомное, раздельнополое, перекрестноопыляющееся. В диком состоянии не найдено.

Корневая система мощная, мочковатая, многоярусная, сильноразветвленная, способная на почвах с рыхлым сложением подпахотных горизонтов проникать на глубину до 3 м. Распространяется в радиусе более 1 м. Анатомическая особенность строения корневой системы кукурузы - наличие воздушных полостей, свидетельствующие о повышенной чувствительности корней к наличию кислорода.

Зерно кукурузы прорастает одним зародышевым корешком. Узловые корни появляются на подземных узлах стебля при образовании на растении 3-4 листьев. В фазе выметания из ближайших к поверхности почвы стеблевых узлов возникают воздушные (опорные) корни. Они препятствуют полеганию растений, а при влажной погоде и окучивании укореняются. Максимального развития корневая система достигает в фазу восковой спелости. Развитию ее способствуют благоприятная влажность (70-80% наименьшей емкости влаги) и оптимальная плотность почвы (1,1-1,3 г/см³), хорошая обеспеченность растений доступными питательными веществами (особенно фосфором в начальный период).

Строение растения кукурузы.

Стебель кукурузы толщиной от 2 до 7 см, хорошо облиствен, прямостоячий, округлый, гладкий. Высота растений колеблется от 60 см до 6 м. Между высотой стебля и скороспелостью выявлена отрицательная корреляция. Стебель состоит из заполненных сердцевиной междоузлий, разделенных утолщенными стеблевыми узлами; 3-5 сближенных междоузлии находятся в почве. Каждый узел охватывает влагалище листа. Число узлов и, следовательно, листьев - устойчивый сортовой признак. Стебель способен к ветвлению, развивая боковые побеги-пасынки. Большое значение в формировании урожая зерна имеет фотосинтетическая деятельность стебля.

Листья кукурузы крупные, линейные, параллельно-нервные, сверху опушенные, в чередующемся порядке расположены по двум противоположным сторонам стебля. Влагалища листьев плотно облегают стебель. Число их от 8 до 45. Благодаря желобовидной форме и косому вертикальному расположению листьев растения используют даже незначительные осадки и росу, стекающие по листьям и стеблю к корням. Это свойство повышает эффект от удобрений при гнездовом или рядковом их внесении. Листья кукурузы содержат больше питательных веществ, чем стебель, при использовании на силос и зеленый корм более высокая листва растений - положительный признак.

На каждом растении кукурузы имеется два типа соцветий: мужское - метелка и женское - початки. Метелка состоит из центральной оси (продолжение верхнего междоузлия) и боковых осей. Колоски метелки двух цветковые, с тремя пыльниками в каждом цветке. Развитая метелка имеет 1000-1200 колосков, то есть 2-2,5 тыс. цветков. Каждый пыльник дает до 2500 пыльцевых зерен, а вся метелка - до 15-20 млн. Початки (видоизмененные боковые побеги) располагаются в пазухах листьев на верхушке боковых побегов с укороченными междоузлиями и видоизмененными листьями, образующими обертку. Число полноценных початков на растении может быть различно. Больше початков имеет крахмалистая, сахарная и лопающаяся позднеспелая кукуруза, кремнистая и зубовидная в основном по одному, реже по два хозяйственных початка.

Початок состоит из оси соцветия (стержень), на котором попарно размещаются рядами колоски с женскими цветками. В каждом колоске закладываются по два цветка, из которых развивается только верхний, нижний атрофируется. Число продольных рядов цветков (зерен) в початке от 8 до 16. У некоторых сортов число рядов зерен достигает 30. Пестик с крупной завязью и очень длинным столбиком. Во время цветения пестики выходят за пределы обертки.

Опыляется кукуруза ветром. Период цветения метелки и початков на одном растении не совпадает (метелка зацветает на 3-8 дней раньше, что обеспечивает перекрестное опыление). Благоприятна для опыления теплая, влажная, с легким ветром погода. При дождливой погоде пыльца смывается, а чрезмерная сухость убивает ее. Неблагоприятные условия ведут к образованию череззерницы.

Плод - зерновка, обычно голая, крупная. Масса 1000 семян у мелкосеменных сортов 100-150 г, у крупно семенных - 300-400 г. В зависимости от группы и сорта (гибрида) зерновки кукурузы имеют различную окраску - белую, кремовую, желтую, оранжевую, красную и др. В початке в зависимости от сорта и условий выращивания образуется от 200 до 1000 зерен. В среднем початок имеет 500-600 зерен. Зерно состоит из оболочки, эндосперма и зародыша. В эндосперме различают мучнистую и роговидную части.

В общей сухой надземной массе растения кукурузы на долю листьев, стебля, метелки, стержня с ножкой и обертки в среднем приходится 55-60%, на долю зерна - 40-45, а в общей массе зерна и стержня на долю стержня - 15-18%. Мужское соцветие занимает очень небольшое место в общей надземной массе - 1-1,5%. Эти соотношения изменяются у разных сортов под действием факторов внешней среды и приемов агротехники. Под влиянием многовекового и разностороннего воздействия человека (селекция, агротехника, расселение) возникло огромное разнообразие форм кукурузы.

Особенности биологии.

Кукуруза - теплолюбивое растение. Семена прорастают при температуре 8-10°С, всходы появляются при 10-12°С. Чрезмерно ранний посев в холодную увлажненную почву приводит к гибели семян 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 выполняемости 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. 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 взметывания, и требуют практически одинаковой суммы температур для прохождения последующих фаз.

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 мм/га, а в период от взметывания до молочного состояния зерна - 80-100 мм/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.

Кукуруза относительно хорошо переносит засуху до фазы выхода в трубку. Недостаток же влаги за 10 дней до взметывания и спустя 20 дней после взметывания (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 увядание 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 влаги емкости. Под влиянием орошения увеличиваются активная поглощающая поверхность корневой системы, поглощение корнями воды и питательных веществ, продуктивность фотосинтеза, снижается непродуктивное дыхание, повышаются водоудерживающая способность листьев. Кукуруза плохо переносит переувлажнение почвы, резко снижая урожай зерна. Из-за недостатка кислорода в увлажненной почве замедляется поступление в корни фосфора, в результате снижается содержание общего, органического и нуклеинового фосфора, нарушаются энергетические процессы в корнях и белковый обмен.

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. Чрезмерная густота посевов, засоренность их приводит к снижению урожая початков.

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.

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 взметыванием. 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 взметывания 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 экзосмоса через корневую систему в почву.

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.

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 взметыванием. 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; урожай сельскохозяйственный кукуруза

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 взметывания 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 озерненность 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);

- средне раннеспелые - 90-100 дней (12-14 листьев);

- среднеспелые - 100-115 дней (14-16 листьев);

- средне позднеспелые - 115-130 дней (16-18 листьев);

- позднеспелые - 130-150 дней (18-20 листьев), очень позднеспелые - более 150 дней (более 20 листьев).

Размещено на Allbest.ru