Фізіолого-біологічні особливості формування продуктивності гібридів кукурудзи залежно від технологічних прийомів вирощування

Размещено на http://www.allbest.ru

Фізіолого-біологічні особливості формування продуктивності гібридів кукурудзи залежно від технологічних прийомів вирощування

Князюк О.В., канд. с.-г. наук

Вінницький державний педагогічний університет ім. М. Коцюбинського

Липовий В.Г., канд. с.-г. наук

Вінницький національний аграрний університет

Анотація

На різних етапах онтогенезу різностиглих гібридів кукурудзи вивчали інтенсивність і продуктивність фотосинте-зу, поглинання ФАР. Технологічний прийом вирощування - густота рослин - впливала на показники фотосинтетичної продуктивності гібридів кукурудзи різних груп стиглості. Підвищення густоти рослин з 80 до 120 тис./га сприяло збільшенню площі листкової поверхні гібридів кукурудзи, їх фотосинтетичного потенціалу, коефіцієнта використання ФАР та виходу сухої речовини. Більш висока асиміляція вуглекислого газу, а також чиста продуктивність фотосинтезу в перерахунку на одну рослину середньостиглого гібрида кукурудзи сприяє формуванню ним підвищеного врожаю.

Ключові слова: гібриди кукурудзи, фотосинтетична продуктивність, густота рослин, вихід сухої речовини.

Аннотация

Физиолого-биологические особенности формирования продуктивности гибридов кукурузы в зависимости от технологических приемов выращивания

А.В. Князюк, В.Г. Липовый

На разных этапах онтогенеза разноспелых гибридов кукурузы изучали интенсивность и продуктивность фото-синтеза, поглощения ФАР. Технологический прием выращивания - густота растений - влияла на показатели фото-синтетической продуктивности гибридов кукурузы различных групп спелости. Повышение густоты растений с 80 до 120 тыс./га способствовало увеличению площади листовой поверхности гибридов, их фотосинтетического по-тенциала, коэффициента использования ФАР и выхода сухого вещества. Более высокая ассимиляция углекислого газа, а также чистая продуктивность фотосинтеза в пересчете на одно растение среднеспелого гибрида кукурузы способствовало формированию им повышенного урожая.

Ключевые слова: гибриды кукурузы, фотосинтетическая продуктивность, густота растений, выход сухого вещества.

Abstract

Physiological and biological features of productivity formation of maize hybrids depending on cultivation techniques

A. Kniaziuk, V. Lypovyi

The determination of the assimilative surface in diverse maturing maize hybrids showed the differences in their grow-ing in the different phases of growth and development.

The maize leaf surface reached its maximum value in the milk ripeness phase, and further the accelerated aging and dy-ing off of lower leaves was observed particularly in early maturing hybrids.

With maize leaf surface growing the FAS utilization increased, which at the beginning of vegetation in the phase of 6-8 leaves was low and gradually increased up to the end of ear emergence phase. Plant density of diverse maturing hybrids had A significant impact on FAS utilization. The plant density increase of from 80,000 to 100,000 plants/ha raised the FAS utili-zation factor by 11-31 %. Further maize thickening (from 100,000 to 120,000 plants/ha) tended to reduce the FAS utilization by 5-10 %.

The photosynthetic potential of maize crops increases during the growing season and reaches its maximum in the milk ripeness phase in mid-maturing hybrid at the plant density of 100,000 plants/ha.

The FAS utilization intensity of maize, its maximum photosynthetic potential in case of plant thickening contributes to energy accumulation in dry matter and increases the yield rate.

The indexes of the net photosynthetic productivity, which change throughout the plant growth, are used to measure dry matter accumulation by unit of maize leaf surface area. The maximum value of maize net photosynthetic productivity was observed during the ear emergence phase when the largest assimilation surface was recorded.

There is a direct correlation between the net photosynthetic productivity and dry matter accumulation. It has been es-tablished that the highest biomass accumulation of diverse maturing maize hybrids was in the interphase period between ear emergence and milk ripeness phases. The net photosynthetic productivity in milk-wax ripeness phase decreases due to the leaf area decrease compared to milk ripeness phase.

In the early growing season of maize (phase of 6-8 leaves) the highest dry matter yield was recorded in early maturing hybrid at the density of 80,000 plants/ha. The dry matter yield in medium early and mid-maturing hybrids is bigger than in early maturing hybrids during the milk ripeness phase. It should be noted that the maximum yield of dry matter has been accumulated in mid-maturing maize hybrids at the plant density of 100,000 plants/ha in the milk ripeness phase.

Thus, the dynamics of photosynthetic intensity of mid-maturing maize hybrids shows their advantage over early matur-ing hybrids in daily carbon dioxide absorption, which ultimately contributes to higher yield formation.

The growing techniques influenced the rates of maize hybrid photosynthetic productivity. Plant density increase of from 80,000 to 100,000 plants/ha enlarged the leaf surface area by 5-10 %.

The highest dry matter yield was observed in mid-maturing maize hybrids at the plant density of 100,000 plants/ha in the milk ripeness phase.

Key words: maize hybrids, photosynthetic productivity, plant density, dry matter yield.

Постановка проблеми, аналіз останніх досліджень і публікацій. Фізіологічною основою формування продуктивності сільськогосподарських культур є фотосинтез: поглинання промени-стої енергії, накопичення органічної речовини із неорганічної.

Кукурудза має розвинений фотосинтетичний апарат, сформований процесом інтенсивного росту і розвитку рослин в онтогенезі [5].

Формування біомаси рослини кукурудзи залежить від потенціалу конкретного генотипу та його поєднання з сукупною дією ряду чинників, зокрема гідротермічних умов та технологічних прийомів [3, 4, 5].

Порівняння досліджень фізіолого-біохімічних особливостей гібридів кукурудзи різних груп стиглості показує обумовленість продуктивності рослин певного генотипу наступними процеса-ми: здатністю їх більш повно синтезувати ростові речовини; формувати більшу асиміляційну по-верхню; створювати вигідне співвідношення між асиміляцією і дисиміляцією; мати високу стійкість до дії несприятливих чинників зовнішнього середовища [2, 1, 6].

Однією із головних умов високої продуктивності рослин є максимальне поглинання сонячної радіації. Відповідно до сучасних уявлень, в процесі фотосинтезу використовується лише частина спектра сонячної радіації, яка знаходиться в діапазоні довжини хвиль від 80 до 710 ммк, тобто фотосинтетично активна радіація.

В результаті фотосинтезу зазвичай запасається не більше 2-4 % фізіологічної радіації (стиму-лює фізіологічні процеси), яка поглинається рослиною. Деяка частина використовується у ви-гляді флуоресценції (0,3 %), а також на нагрів води (0,2-0,9 %). Вода випаровується в процесі транспірації.

На фотосинтез, флуоресценцію, теплопровідність, синтез пігментів використовується не більше 5 % променистої енергії яка поглинається листками. Інша частина (95-97 %) йде на транс-пірацію і теплопередачу.

Дослідження наукових установ України свідчать, що різностиглі гібриди кукурудзи незнач-ною мірою різнились за спектральними коефіцієнтами поглинання в діапазоні ФАР. Але оскільки кожен гібрид кукурудзи мав іншу величину листкової поверхні, необхідно дослідити сумарне поглинання ФАР рослинами. Крім того, деякі аспекти фізіолого-біохімічних процесів метаболіз-му рослин різностиглих гібридів кукурудзи, вплив на них променистої енергії залишилися не до-слідженими і маловивченими.

Мета досліджень - визначити оптимальне розміщення рослин різностиглих гібридів куку-рудзи на площі, що обумовить необхідний світловий режим і фотосинтетичний потенціал посіву для отримання максимальної продуктивності.

Матеріал та методика досліджень. Дослідження проводили у 2013-2014 рр. на дослідній ділянці Уладово-Люлинецької дослідно-селекційної станції.

Грунти - сірі лісові опідзолені, середньосуглинисті. Площа посівної ділянки - 50 м², обліко-вої - 25 м². Повторність у досліді - чотириразова. Розміщення варіантів систематичне в 2 яруси.

Технологія вирощування загальноприйнята для регіону Поділля.

Висівали гібриди різних груп стиглості. Ранньостиглі: Мотрин 178 СВ, Аматус, Блиц 160 МВ. Середньоранні: Артемів 280 СВ, Авіас 277 СВ, Боржава 290 СВ. Середньостиглі: Збруч, Азов, Гіаліт 391 МВ.

Сівбу проводили на глибину 5-6 см з міжряддям 70 см і густотою рослин 80-100 і 120 тис./га. Були внесені мінеральні добрива N₁₂₀P₆₀K₁₂₀.

Впродовж періоду росту і розвитку рослин кукурудзи проводили фенологічні спостереження та визначали динаміку наростання зеленої маси гібридів.

Оцінку фотосинтетичної діяльності визначали за наступними показниками:

- площу листкової поверхні аналітичним методом згідно з формулою S=0.75xaxb;

- чисту продуктивність фотосинтезу - використовуючи методику А. А. Ничипоровича та ін.;

- поглинання ФАР листками гібридів кукурудзи - за методикою Х.Р. Тьомінга, Б.І. Гуляєва.

На вегетуючих 25 рослинах ділянок досліду визначили інтенсивність і продуктивність фото-синтезу, інтенсивність транспірації і температуру листків.

Підрахунок густоти рослин проводили у фазу повних сходів і перед збиранням врожаю на постійно закріплених кілочками ділянках, у триразовій повторності, на двох несуміжних повтореннях.

Вміст сухої речовини рослин визначали в сушильній шафі за температури 105 ^оС до постійної ваги.

Результати досліджень та їх обговорення. Визначення величини асиміляційної поверхні у різностиглих гібридів кукурудзи показало відмінність її наростання в різні фази росту і розвитку представлених генотипів.

Листкова поверхня кукурудзи досягала максимальної величини у фазу молочної стиглості і становила у ранньостиглих гібридів 39,7-48,0 тис. м²/га, середньоранніх - 43,2-58,1 тис. м²/га, середньостиглих - 51,6-67,7 тис. м²/га (табл. 1).

сільськогосподарський культура біологічний

Таблиця 1 - Динаміка наростання листкової поверхні різностиглих гібридів кукурудзи залежно від густоти рос-лин, тис. м²/га

Водночас спостерігали прикореневе старіння і відмирання нижніх листків у ранньостиглих гібридів кукурудзи порівняно з середньоранніми та середньостиглими. Перевага середньоранніх і середньостиглих гібридів кукурудзи над ранньостиглими проявилась і в тому, що максимальна величина асиміляційної поверхні в період молочної стиглості довгий час утримується в них на високому рівні.

Різностиглі гібриди кукурудзи відрізнялись за величиною асиміляційної поверхні і поглинан-ням фотосинтетичної активної радіації впродовж вегетації.

Як видно з даних таблиці 2, ранньостиглі гібриди кукурудзи поступаються середньораннім та середньостиглим щодо сумарного поглинання ФАР.

Продуктивність рослин значною мірою залежить від інтенсивності асиміляції ними вуглекис-лого газу. Інтенсивність фотосинтезу у різностиглих гібридів кукурудзи різнилась у всі фази ро-сту і розвитку, але і стверджувати про постійну перевагу за інтенсивністю фотосинтезу гібридів певної групи стиглості також неможливо. Добова динаміка інтенсивності фотосинтезу свідчить про перевагу середньостиглих гібридів.

Таблиця 2 - Поглинання ФАР різностиглими гібридами кукурудзи

сільськогосподарський культура біологічний

Рослини цього гібрида кукурудзи володіли більш високою асиміляцією вуглекислоти і мають більш енергетичні можливості.

З наростанням листкової поверхні рослин кукурудзи підвищувався коефіцієнт використання ФАР, який на початку вегетації у фазу 6-8 листків був невисокий (0,26-1,25 %), а в кінці фази ви-кидання волоті - 0,74-1,63 % (табл. 3).

Значний вплив на коефіцієнт використання ФАР мала густота рослин різностиглих гібридів кукурудзи. Із збільшенням густоти рослин від 80 до 100 тис./га коефіцієнт використання ФАР підвищувався на 11-31 %. Подальше загущення рослин кукурудзи (з 100 до 120 тис./га) мало тен-денцію до зниження коефіцієнта використання ФАР на 5-10 %. Максимальну величину коефіцієнт використання ФАР листковою поверхню кукурудзи (1,68 %) складав у середньо-стиглого гібрида Гіаліт 391 МВ у фазу молочної стиглості за густоти рослин 100 тис./га.

Таблиця 3 - Коефіцієнт використання ФАР посівами кукурудзи залежно від густоти рослин, %

Фотосинтетичний потенціал посівів кукурудзи збільшується упродовж вегетаційного періоду і досягає максимальних показників у фазу молочної стиглості у середньостиглого гібрида Гіаліт 391 МВ за густоти рослин 100 тис./га - 5,23 млн м²дн./га (табл. 4).

Таблиця 4 - Фотосинтетичний потенціал посіву кукурудзи залежно від густоти рослин, млн м²дн./га

Інтенсивність використання ФАР посівами кукурудзи, максимальний фотосинтетичний по-тенціал за їх загущення сприяє накопиченню енергії в сухій речовині рослин і збільшенню вро-жайності.

Для обліку накопичення сухої речовини одиницею площі листкової поверхні використо-вується показник чистої продуктивності фотосинтезу, зміни якого проходять впродовж росту і розвитку рослин.

Максимальне значення показника чистої продуктивності кукурудзи припадає на викидання волоті, коли найбільших розмірів набуває асиміляційна поверхня рослин (табл. 5).

Таблиця 5 - Чиста продуктивність фотосинтезу гібридів кукурудзи залежно від густоти рослин, г/м² на добу

У міжфазний період викидання волоті - молочна стиглість відмічено і найбільше накопичен-ня біомаси різностиглих гібридів кукурудзи.

У фазу молочної стиглості кукурудзи показник чистої продуктивності фотосинтезу підви-щується з 3,1-4,5 до 3,8-52 г/м² на добу, а в молочно-восковій - знижується, що пов'язано зі зменшенням площі листкової поверхні порівняно з періодом викидання волоті - молочна стиглість.

Між величиною чистої продуктивності фотосинтезу та нагромадженням сухої речовини рос-линами кукурудзи існує пряма залежність. На початку вегетації кукурудзи (фаза 6-8 листків) найбільший вихід сухої речовини відмічено у ранньостиглого гібрида Аматус за густоти рослин 80 тис./ га (табл. 6).

Таблиця 6 - Динаміка нагромадження сухої речовини різностиглих гібридів кукурудзи залежно від густоти рос-лин, ц/га

У фазу молочної стиглості середньоранній і середньостиглий гібриди кукурудзи за виходом сухої речовини випереджають ранньостиглий. Відмітимо, що максимальний вихід сухої речови-ни (86,7 ц/га) накопичено у фазу молочної стиглості середньостиглого гібрида кукурудзи Гіаліт 391 МВ за густоти рослин 100 тис./га.

Висновки

Підвищення густоти рослин різностиглих гібридів кукурудзи від 80 до 100 тис./га збільшувало площу їх листкової поверхні на 5-10 %. Після закінчення молочної стиглості у ранньостиглих гібридів кукурудзи спостерігалось зниження площі листків порівняно з середньо-ранніми та середньостиглими гібридами.

Динаміка інтенсивності фотосинтезу середньостиглих гібридів кукурудзи свідчить про їх пе-реваги над ранньостиглими щодо денного засвоєння вуглекислого газу.

Коефіцієнт використання ФАР гібридами кукурудзи різних груп стиглості із збільшенням гу-стоти рослин (від 80 до 100 тис./га) підвищувався на 11-31 %. Подальше загущення рослин (від 100 до 120 тис./га) мало тенденцію до зниження коефіцієнта використання ФАР на 5-10 %.

Фотосинтетичний потенціал посівів кукурудзи складає максимальну величину (5,23 млн м²дн/га) у фазу молочної стиглості середньостиглого гібрида Гіаліт 391 МВ за густоти рослин 100 тис./га.

Більш інтенсивна асиміляція вуглекислоти в перерахунку на одну рослину, а також високий показник у середньостиглих гібридів кукурудзи чистої продуктивності фотосинтезу сприяє фор-муванню ними більшого врожаю.

Максимальний вихід сухої речовини (86,7 ц/га) відмічено у фазу молочної стиглості за густо-ти рослин 100 тис./га середньостиглого гібрида кукурудзи Гіаліт 391 МВ.

Список літератури

1. Киризий Д.А. Фотосинтез и рост растений в аспекте донорно-акцепторных отношений / Д.А. Киризий. - К.: Ло-гос, 2004. - 192 с.

2. Князюк О.В. Вплив гідротермічних умов на продуктивність гібридів кукурудзи у зв'язку із строками сівби / О.В. Кня- зюк // Вісник БДАУ: Зб. наук. праць. - Біла Церква, 2000. - Вип. 109. - С. 113-120.

3. Комаров С. Урожайність і якість гібридів кукурудзи різних груп стиглості залежно від рівня мінерального живлення в Південному Степу України /С. Комаров // Вісник ЛНАУ. - Львів. - Агрохімія. - Агротермія. - № 13. - 2009. - С. 36-39.

4. Підпалий І.Ф. Комбінований аналіз результатів польового досліду / І.Ф. Підпалий, Б.О. Рудницький, В.Г. Липовий // Зб. наукових праць ВНАУ. - Вінниця. - Вип. 6(46). - 2010. - С. 73-76.

5. Липовий В.Г. Кукурудза різних груп стиглості в силосному конвеєрі центрального Лісостепу України /

6. Г. Липовий, П.В. Лєхман, В.А. Телефус // Корми і кормовиробництво. - К.: Агронаука, 2003. - № 50. - С. 22-24.

7. Ефремова З.С. Гібриди кукурудзи різних груп стиглості / З.С. Єфремова // Кукурудза і сорго. - № 5. - 2005.

References

1. Kirizij D.A. Fotosintez i rost rastenij v aspekte donorno-akceptornyh otnoshenij / D.A. Kirizij. - K.: Logos, 2004. - 192 s.

2. Knjazjuk O.V. Vplyv gidrotermichnyh umov na produktyvnist' gibrydiv kukurudzy u zv'jazku iz strokamy sivby / O.V. Knjazjuk // Visnyk BDAU: Zb. nauk. prac'. - Bila Cerkva, 2000. - Vyp. 109. - S. 113-120.

3. Komarov S. Urozhajnist' i jakist' gibrydiv kukurudzy riznyh grup styglosti zalezhno vid rivnja mineral'nogo zhyvlennja v Pivdennomu Stepu Ukrai'ny /S. Komarov // Visnyk LNAU. - L'viv. - Agrohimija. - Agrotermija. - № 13. - 2009. - S. 36-39.

4. Pidpalyj I.F. Kombinovanyj analiz rezul'tativ pol'ovogo doslidu / I.F. Pidpalyj, B.O. Rudnyc'kyj, V.G. Lypovyj // Zb. naukovyh prac' VNAU. - Vinnycja. - Vyp. 6(46). 2010. - S. 73-76.

5. Lypovyj V.G. Kukurudza riznyh grup styglosti v sylosnomu konvejeri central'nogo Lisostepu Ukrai'ny / V.G. Lypovyj, P.V. Ljehman, V.A. Telefus // Kormy i kormovyrobnyctvo. - K.: Agronauka, 2003. - № 50. - S. 22-24.

6. Jefremova Z.S. Gibrydy kukurudzy riznyh grup styglosti / Z.S. Jefremova // Kukurudza i sorgo. - № 5. - 2005.

Размещено на Allbest