Продуктивність гібридів кукурудзи залежно від густоти стояння рослин і рівня мінерального живлення в північному Степу України

Структура та обсяг дисертаційної роботи. Дисертація викладена на 161 сторінках, містить 31 таблицю, 5 рисунків,18 додатків. Складається із характеристики умов досліджень, 6 розділів, висновків та рекомендацій виробництву. Список використаних джерел охоплює 236 найменувань, в тому числі 8 іноземних авторів.

зерно гібрид кукурудза урожайність

Стан вивчення питання. Проаналізовані результати досліджень вітчизняних і зарубіжних вчених щодо впливу густоти стояння рослин і рівня мінерального живлення на продуктивність кукурудзи та зроблено обґрунтування напрямку досліджень.

Умови, програма та методика проведення досліджень. Польові досліди проводили в 1999-2001 рр. в навчально-дослідному господарстві “Самарський” Дніпропетровського державного аграрного університету, яке розташоване у північній підзоні Степу України.

Ґрунт дослідних ділянок - чорнозем звичайний, малогумусний, середньосуглинковий з вмістом в орному шарі: гумусу 4,6%, валових форм азоту - 0,185, фосфору - 0,139, калію - 2,24%. Легкогідролізуємого азоту (за Тюріним і Кононовою) в шарі ґрунту 0-20 см міститься 8,0-8,5 мг/100 г ґрунту, рухомого фосфору (за Чіріковим) - 9,0-10,0, обмінного калію (за Масловою) - 14,0-15,0 мг/100 г ґрунту.

Клімат в зоні проведення дослідів помірно-континентальний. Середньобагаторічна кількість опадів складає 504 мм із значними коливаннями в окремі роки.

Погодні умови 1999 р. характеризувалися підвищеною (на 3,5-4,4⁰С від норми) температурою повітря в червні - липні, недостатньою кількістю опадів у другій половині червня і на початку липня. В 2000 р. в травні опадів випало лише 21 мм (при нормі 49 мм), практично не було їх протягом липня і серпня. За першу половину вегетації кукурудзи в 2001 р. опадів випало більше середньобагаторічних показників, в другій половині менше норми, однак за гідротермічним режимом цей рік виявився більш сприятливим для росту і розвитку рослин кукурудзи, ніж попередні.

Дослідження проводили відповідно до загальноприйнятих методик і методичних рекомендацій ВНДІ кукурудзи (1980). Польові досліди ставили за методом розщеплених ділянок. На ділянках першого порядку вивчали рівні мінерального живлення: без добрив, N₃₀P₃₀K₃₀ і N₆₀P₆₀K₃₀, другого - гібриди: ранньостиглий Дніпровський 172 МВ, середньоранній Дніпровський 228 МВ, середньостиглий Дніпровський 337 МВ і середньопізній Дніпровський 473 СВ, третього - густоти стояння рослин (30, 40, 50 і 60 тис./га). Облікова площа елементарної ділянки 50,4 м², повторність - чотириразова. Агротехніка в дослідах - загальноприйнята в зоні. Мінеральні добрива - аміачну селітру, гранульований суперфосфат і калійну сіль вносили під першу весняну культивацію.

В дослідах проводились фенологічні спостереження, біометричні виміри. У динаміці визначали: площу листків, масу рослин, чисту продуктивність фотосинтезу, умови вологозабезпеченості рослин, вміст елементів живлення в ґрунті і рослинах кукурудзи та рівень їх споживання. Врожай збирали вручну, з кожної ділянки відбирали 3 кг початків для визначення вологості зерна, маси зерна з одного качана, маси 1000 зерен. Економічну і енергетичну ефективність визначали за методиками Інституту зернового господарства та Інституту аграрної економіки УААН. Витрати виробництва розраховували за нормативами і розцінками, які діяли на початку 2002 р.

Статистичний обробіток даних про врожайність зерна здійснювали методом дисперсійного аналізу (Вольф В.Г., 1966; Доспехов Б.А., 1979).

Особливості росту і фотосинтезу кукурудзи залежно від густоти стеблостою та рівня мінерального живлення. Тривалість періоду сівба - сходи в середньому за 1999-2001 рр. в усіх гібридів майже однакова (біля 17 днів), лише у середньостиглого Дніпровський 337 МВ була більшою на 1 день. Цей показник не змінювався під впливом густоти стояння рослин і рівня мінерального живлення. Тривалість періоду сходи - викидання волотей у ранньостиглого гібрида Дніпровський 172 МВ становила 46-47 днів, середньораннього Дніпровський 228 МВ на 3-4 дні більше порівняно з ранньостиглим, у середньостиглого і середньопізнього гібридів відповідно на 7-8 і 10-11 днів. Тривалість цього періоду, а також періоду викидання волотей - повна стиглість мало залежала від заходів, що вивчались і помітно змінювалась під впливом погодних умов у роки досліджень.

У фазі 11-12 листків середня, за роки досліджень, висота рослин кукурудзи на фоні внесення мінеральних добрив дозою N₆₀P₆₀K₃₀ була на 3-5 см більшою порівняно з неудобреним фоном. Після цвітіння волотей у ранньостиглого гібрида Дніпровський 172 МВ показники висоти рослин на неудобреному фоні та з внесенням мінеральних добрив у дозах N₃₀P₃₀K₃₀ і N₆₀P₆₀K₃₀ найбільшими були при густоті стояння рослин 50 тис./га - відповідно 195, 199 і 202 см в середньому за роки досліджень. У рослин середньостиглого гібрида Дніпровський 337 МВ (204, 208 і 213 см) та середньопізнього Дніпровський 473 СВ (210, 214 і 218 см) максимальна висота формувалась при густоті 30 тис./га. На лінійний ріст рослин середньораннього гібрида Дніпровський 228 МВ густота стеблостою практично не впливала. Внесення добрив у дозі N₃₀P₃₀K₃₀ сприяло збільшенню висоти рослин на 2-6 см, а при дозі N₆₀P₆₀K₃₀ - на 6-12 см. Висота прикріплення качанів при підвищенні густоти стояння рослин з 30 до 60 тис./га в 1999 р. зменшилась на 4-9 см, а в 2000 і 2001 рр. дещо збільшилась. У середньому за три роки загущення посіву сприяло збільшенню цього показника на 1-4 см, а внесення добрив у дозі N₆₀P₆₀K₃₀ - на 5-10 см.

При підвищенні густоти стеблостою з 30 до 60 тис./га площа листкової поверхні однієї рослини у фазу 11-12 листків кукурудзи зменшувалась, більш помітно у середньостиглого і середньопізнього гібридів (табл. 1). Але в розрахунку на 1 га площа листкової поверхні збільшувалась, про що свідчить індекс листкової поверхні. Внесення мінеральних добрив у дозі N₆₀P₆₀K₃₀ сприяло зростанню площі листків однієї рослини ранньостиглого і середньораннього гібридів на 4-7%, середньостиглого і середньопізнього - на 14-22%. На неудобреному фоні при густоті рослин 30 тис./га площа листкової поверхні однієї рослини середньораннього, середньостиглого і середньопізнього гібридів була більша, ніж ранньостиглого відповідно на 5; 33 і 25%. При другій даті визначення показники площі листкової поверхні однієї рослини і в розрахунку на 1 га були більшими порівняно з першим строком, але закономірності впливу заходів, що вивчались, аналогічні першому. У фазі молочно-воскової - воскової стиглості зерна площа листкової поверхні однієї рослини порівняно з попереднім строком зменшувалась в середньому за три роки на неудобреному фоні на 19-35, удобреному - 24-32%, на одиницю площі показники зменшувались відповідно на 50-76 і 56-82%.

Наведені в табл. 1 дані також свідчать, що при збільшенні густоти стояння рослин з 30 до 60 тис./га в середньому за період з фази 11-12 листків до викидання волотей - цвітіння кожен квадратний метр листкової поверхні формував за добу на 0,6-1,5 г менше сухої речовини, що пов'язано з погіршенням умов освітлення. Добрива сприяли підвищенню цього показника на 6-18%. Серед гібридів найвища продуктивність фотосинтезу була у ранньостиглого гібрида Дніпровський 172 МВ. а найменша - у середньопізнього Дніпровський 473 СВ. Інтенсивність приросту маси сухої речовини однієї рослини кукурудзи підвищувалась при внесенні мінеральних добрив, найменшою (1,4-2,4 г за добу) була у ранньостиглого гібрида, найбільшою (1,8-3,2 г) - у середньостиглого. Загущення посіву призводило до зменшення приросту маси сухої речовини, однак в перерахунку на 1 га цей показник помітно зростав.

Таблиця 1. Площа листкової поверхні і продуктивність фотосинтезу залежно від густоти стояння рослин і рівня мінерального живлення (середнє за 1999-2001 рр.)

Примітка. Строки визначення: 1* - фаза 11-12 листків; 2 - фази викидання волотей - цвітіння; 3 - фази молочно-воскової та воскової стиглості.

Вплив густоти стояння рослин і рівня мінерального живлення на запаси вологи і поживних речовин у ґрунті. Запаси доступної вологи в шарі ґрунту 0-150 см при сівбі кукурудзи в середньому за три роки становили 157,9 мм. Найбільшими (170,7 мм) вони були в 2000 р., найменшими (148,1 мм) - у 2001 р.

При визначенні у фазі викидання волотей встановлено, що при густоті стояння рослин 30 тис./га запаси доступної вологи в середньому за роки досліджень становили в посіві ранньостиглого гібрида на неудобреному і удобреному (N₆₀P₆₀K₃₀) фонах відповідно 78,5 і 78,8 мм, дещо менше в посіві середньопізнього гібрида - 73,5 і 74,3 мм. При підвищенні густоти стеблостою до 60 тис./га запаси вологи зменшувались на 4,2-7,0 мм. У фазі воскової стиглості запаси доступної вологи знаходились в межах 35,9-42,3 мм і практично не залежали від заходів, що вивчались. Коефіцієнт водоспоживання середньопізнього гібрида Дніпровський 473 СВ був меншим (511-633), ніж у ранньостиглого Дніпровський 172 МВ (666-781). Це пояснюється в значній мірі різним рівнем врожайності зерна гібридів. При підвищенні густоти стояння рослин середньопізнього гібрида коефіцієнт водоспоживання збільшувався на 12-16%, а у ранньостиглого гібрида - не змінювався.

Вміст нітратного азоту в шарі ґрунту 0-30 см на початку вегетації кукурудзи становив 21,4 мг/кг на неудобреному фоні і 36,4 мг/кг у варіанті з внесенням добрив дозою N₆₀P₆₀K₃₀. У фазу викидання волотей кількість цього елементу зменшувалась відповідно до 12,4-14,0 і 21,2-23,9 мг/кг. В межах наведених значень у загущених посівах вміст нітратів, як правило, був меншим, ніж при густоті 30 тис./га (на 11-15%). У фазі воскового стану зерна вміст нітратного азоту порівняно з попереднім строком (фаза викидання волотей) зменшився на 23-41% на неудобреному фоні, на 71-106% - удобреному. Це пояснюється зниженням нітрифікаційних процесів у ґрунті та споживанням елементу рослинами. Під впливом добрив вміст нітратного азоту підвищувався на 26% в посівах ранньостиглого гібриду і на 15% - середньопізнього. При збільшенні густоти стеблостою кількість нітратів практично не змінювалась.

На початку вегетації вміст рухомого фосфору і обмінного калію дорівнював відповідно 118 і 138 мг/кг на неудобреному фоні, 126 і 150 мг/кг - на удобреному. У фазі викидання волотей кількість цих елементів зменшувалась порівняно з першим строком визначення і становила в середньому в посівах ранньостиглого та середньопізнього гібридів при густотах стеблостою 30 і 60 тис./га на неудобреному фоні 105 і 119 мг/кг, удобреному (N₆₀P₆₀K₃₀) - 112 і 136 мг/кг. Підвищення густоти стояння рослин з 30 до 60 тис./га призводило до зменшення вмісту рухомого фосфору в середньому на 18%, обмінного калію - на 13%. За другу половину вегетації кількість вказаних елементів практично не змінювалась, але і в фазі воскового стану зерна різниці залежно від фону живлення і густоти стеблостою зберігалися.

Вміст азоту, фосфору та калію в листкостебловій масі на початку вегетації становив відповідно 3,39-3,85; 0,95-1,06 і 4,22-4,52%, у фазі викидання волотей зменшувався до 1,36-1,61; 0,42-0,50 і 1,91-2,36%, у фазі воскового стану зерна - до 0,63-0,90; 0,19-0,28 і 1,02-1,45%. При всіх строках визначення вміст вказаних елементів більшим був на варіантах з меншою густотою стеблостою і удобреному фоні порівняно з неудобреним. Така ж закономірність впливу заходів, що вивчались, була на вміст азоту, фосфору і калію в зерні кукурудзи.

Рослини середньопізнього гібрида Дніпровський 473 СВ в середньому за три роки виносили з ґрунту, в розрахунку на 1 га, азоту, фосфору і калію відповідно на 43-61; 38-45 і 28-34% більше порівняно з ранньостиглим Дніпровський 172 МВ (90,6-121,1; 33,1-42,1 і 95,7-132,7 кг/га). При підвищенні густоти стояння рослин з 30 до 60 тис./га винос з урожаєм калію збільшувався на 10-12%, азоту на 3 - 4%, а винос фосфору практично не змінювався. Внесення мінеральних добрив призводило до збільшення загального виносу азоту, фосфору та калію. На неудобреному фоні при густоті стояння рослин 30 тис./га у ранньостиглого гібрида Дніпровський 172 МВ витрати азоту на формування 1 ц зерна були на 12% меншими, ніж у середньопізнього Дніпровський 473 СВ, а калію витрачалось на 8% більше. При загущенні посіву витрати азоту, фосфору і калію зростали, в більшій мірі у середньопізнього гібрида, що треба враховувати при визначенні норм добрив.

Продуктивність рослин, урожайність та якість зерна кукурудзи при різних густотах стеблостою і рівнях мінерального живлення. Під впливом мінеральних добрив у дозі N₃₀P₃₀K₃₀ продуктивність (кількість качанів на 100 рослинах) в середньому по всіх гібридах і густотах стеблостою збільшувалась на 4 штуки у порівняні з неудобреним фоном, а при дозі N₆₀P₆₀K₃₀ - на 8 штук (табл. 2).

Таблиця 2. Вплив густоти стеблостою і рівня мінерального живлення на елементи структури урожаю зерна кукурудзи (середнє за 1999-2001 рр.)

Примітка. 1 - кількість качанів на 100 рослинах, штук;

2 - маса зерна з одного качана, г;

3 - маса 1000 зерен, г.

При підвищенні густоти стеблостою з 30 до 60 тис./га продуктивність рослин ранньостиглого гібрида зменшувалась на 8%. Більш помітним зниження продуктивності було у середньораннього гібрида (17-23%) і особливо у середньостиглого (23-26%) та середньопізнього (30-35%). Більша чутливість до загущення рослин середньостиглого і середньопізнього гібридів пояснюється їх морфо-біологічними особливостями. Високорослі рослини цих груп стиглості ефективніше, ніж ранньостиглі засвоювали з грунту вологу і поживні речовини, в більшій мірі спостерігалося взаємне пригнічення рослин. Негативний вплив загущення посіву на продуктивність рослин більш помітним був у 1999 р.

Підвищення густоти стояння рослин, як видно з табл. 2, призводило до зменшення маси зерна з одного качана в середньому за роки досліджень на 32-43%. В цих межах дещо в більшій мірі реагували на загущення рослини ранньостиглого і середньораннього гібридів. Маса 1000 зерен при підвищенні густоти стояння рослин зменшувалась на 9-15% і ці зміни не залежали від фону живлення і стиглості гібрида.

Ранньостиглий гібрид Дніпровський 172 МВ і середньоранній Дніпровський 228 МВ на неудобреному фоні і з внесенням мінеральних добрив найвищий урожай зерна сформували при передзбиральній густоті стояння рослин 50 тис./га (табл. 3).

Таблиця 3. Урожайність зерна кукурудзи у зв'язку з густотою стояння рослин і рівня мінерального живлення, ц/га

Примітка. Фони живлення: 1 - без добрив; 2 - N₃₀P₃₀K₃₀; 3 - N₆₀P₆₀K₃₀.

Для середньостиглого гібрида Дніпровський 337 МВ оптимальною була густота стояння рослин 40 тис./га, для середньопізнього Дніпровський 473 СВ 30-40 тис./га на неудобреному фоні та 40 тис./га - на фонах з внесенням мінеральних добрив. Урожайність зерна ранньостиглого і середньораннього гібридів на неудобреному фоні в середньому за три роки була нижчою порівняно з середньостиглим відповідно на 13,5 і 11,7 ц/га. На удобрених фонах різниці в урожаї були більшими, що пояснюється кращою чутливістю середньостиглого гібрида до мінеральних добрив. Так, при оптимальній (50 тис./га) густоті стояння рослин внесення мінеральних добрив у дозах N₃₀P₃₀K₃₀ і N₆₀P₆₀K₃₀ забезпечувало приріст урожаю зерна ранньостиглого гібрида відповідно 2,0 і 4,8 ц/га, середньораннього - 2,6 і 6,0 ц/га. Урожайність середньостиглого гібрида при густоті рослин 40 тис./га підвищувалась на 6,3 ц/га від меншої дози добрив і на 10,4 ц/га від більшої, середньопізнього - відповідно на 2,7 і 8,1 ц/га.

Підвищення густоти стеблостою досліджуваних гібридів кукурудзи призводило до зменшення вмісту білка в зерні у середньому за роки досліджень з 8,1-9,5 до 7,6-8,8 %, жиру - з 4,74-5,80 до 4,54-5,66 %, при цьому також відмічена тенденція до збільшення вмісту крохмалю. Ці показники суттєво змінювались і під впливом мінеральних добрив.

Економічна та енергетична ефективність виробництва зерна кукурудзи залежно від гібрида, густоти стояння рослин і рівня мінерального живлення. Виробничі витрати на вирощування, збирання і доробку зерна в розрахунку на 1 га залежали від заходів, що вивчались, і від морфо-біологічних особливостей гібридів. На неудобреному фоні при оптимальній густоті стояння рослин на виробництво зерна ранньостиглого і середньораннього гібридів витрачалось відповідно 829 і 845 грн./га в середньому за три роки (табл. 4). На 23 та 21% більші порівняно з ранньостиглим витрати у середньостиглого і середньопізнього гібридів.

Таблиця 4. Економічна і енергетична ефективність виробництва зерна кукурудзи залежно від гібридів, густоти стояння рослин і фону живлення (середнє за 1999-2001 рр.)

Примітка. Фони живлення: 1* - без добрив; 2 - N₃₀P₃₀K₃₀; 3 - N₆₀P₆₀K₃₀.

Обумовлено це в значній мірі неоднаковими витратами на термічне сушіння зерна, які становили відповідно 14; 25 і 26% із загальних витрат на виробництво зерна. На фоні внесення мінеральних добрив у дозі N₃₀P₃₀K₃₀ виробничі витрати на 1 га (при оптимальних для кожного гібрида густотах) збільшувались порівняно з неудобреним фоном у ранньостиглого гібрида на 13%, середньораннього - 15, середньостиглого і середньопізнього гібридів - відповідно на 13 і 12%. При підвищенні дози до N₆₀P₆₀K₃₀ виробничі витрати по відношенню до неудобреного фону були на 19-28% більшими.

Собівартість 1 ц зерна кожного гібрида, як видно з табл. 4, була найменшою при оптимальній передзбиральній густоті стояння рослин. На неудобреному фоні собівартість 1 ц зерна всіх гібридів практично однакова, на удобрених фонах найдешевшим було зерно середньостиглого і середньопізнього гібридів, які забезпечували більший приріст урожаю зерна від добрив.

Наведені в табл. 4 дані також свідчать, що енергоємність 1 ц зерна, як правило, була найменшою при оптимальній для гібридів густоті стояння рослин. Витрати енергії на виробництво одиниці продукції на неудобреному фоні меншими були у ранньостиглого гібрида, на фонах з внесенням добрив - у середньостиглого. Останнє пояснюється більшим приростом урожаю зерна від добрив у середньостиглого гібрида. При внесенні добрив у дозі N₃₀P₃₀K₃₀ енергоємність 1 ц зерна ранньостиглого і середньораннього гібридів підвищувалась на 15-16% у порівнянні з неудобреним фоном, а при дозі N₆₀P₆₀K₃₀ - на 27-28%. Показники зміни енергоємності одиниці продукції у середньостиглого гібрида були меншими і становили відповідно 7 і 17%, у середньопізнього - 2 і 10%. Це обумовлено різною чутливістю гібридів до мінеральних добрив.

ВИСНОВКИ