Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы 9
1.1. Влияние погодных условий на рост и развитие кукурузы 9
1.1.1. Влияние температуры воздуха нарост и развитие кукурузы 9
1.1.2. Требования кукурузы к условиям увлажнения 15
1.1.3. Влияние погодных условий на формирование корневой системы кукурузы 21
1.2. Оценка влагообеспеченности посевов кукурузы 24
1.3. Оценка экологической устойчивости гибридов кукурузы 26
1.4. Фотосинтетическая деятельность посевов и урожайность кукурузы в зависимости от агротехники ее возделывания 30
1.4.1. Влияние генотипа растений на показатели фотосинтетической деятельности посевов и урожайность кукурузы 30
1.4.2. Влияние густоты стояния растений на показатели фотосинтетической деятельности посевов и урожайность кукурузы 33
1.4.3. Влияние минеральных удобрений на показатели фотосинтетической деятельности посевов и урожайность кукурузы 39
1.5. Условия эффективного использования минеральных удобрений 43
ГЛАВА 2. Агроклиматическая характеристика степной зоны оренбургского предуралья, характеристика агрохимических и водно-физических свойств почвы участка, объект и место исследований, схемы опытов, методика наблюдений и исследований 54
2.1. Агроклиматическая характеристика степной зоны Оренбургского Предуралья 54
2.2. Агрохимическая характеристика почвы участка 57
2.3. Водно-физические свойства почвы участка 61
2.4. Объект и место исследований, схемы опытов и агротехника, методики наблюдений и исследований 62
ГЛАВА 3. Влияние погодных условий на нитратный режим почвы, использование почвенной влаги растениями и урожайность кукурузы 68
3.1. Особенности использования растениями кукурузы продуктивной влаги нижних слоев почвы в зависимости от условий увлажнения посевов 68
3.2. Влияние температуры воздуха в допосевной период на процессы нитрификации в почве 72
3.3. Степень влияния основных погодных факторов на урожайность зерна и сухой биомассы кукурузы 74
3.4. Выводы по главе 81
ГЛАВА 4. Влияние минерального удобрения, генотипа и густоты стояния растений на показатели фотосинтетической деятельности посевов и урожайность кукурузы 82
4.1. Характеристика погодных условий в период проведения опыта 82
4.2. Особенности развития растений 86
4.3. Влияние удобрения и густоты стояния растений на фотосинтетическую деятельность посева кукурузы 87
4.4. Влияние генотипа растений на фотосинтетические показатели посевов кукурузы 95
4.5. Динамика накопления сухого вещества в надземной массе кукурузы 98
4.6. Урожайность и качество корма из кукурузы 102
4.6.1. Влияние фотосинтетического потенциала и чистой продуктивности фотосинтеза на урожайность надземной массы кукурузы 102
4.6.2. Влияние генотипа и густоты растений, минерального удобрения на урожайность надземной массы кукурузы 104
4.7. Экономическая и энергетическая эффективность технологии выращивания кукурузы на силос 116
4.7.1. Экономическая эффективность технологии выращивания кукурузы на силос 116
4.7.2. Энергетическая эффективность технологии выращивания кукурузы на силос 120
4.8. Выводы по главе 124
ГЛАВА 5. Влияние способов основной обработки почвы на водный, питательный режимы почвы и урожайность кукурузы 127
5.1. Влияние способов основной обработки почвы на водный режим почвы... 127
5.2. Влияние способов основной обработки почвы на питательный режим почвы 136
5.2.1. Нитратный режим почвы 136
5.2.2. Фосфорный режим почвы 142
5.2.3. Калийный режим почвы 146
5.3. Влияние способов основной обработки почвы на урожайность и питательную ценность надземной массы кукурузы 152
5.4. Экономическая и энергетическая эффективность способов основной обработки почвы 159
5.5. Выводы по главе 164
ГЛАВА 6. Подбор гибридов кукурузы при выращивании на силос 166
6.1. Теплообеспеченность посевов в зависимости от сроков сева и уборки урожая кукурузы 166
6.2. Подбор гибридов кукурузы при выращивании на силос по длине вегетационного периода для степной зоны Оренбургского Предуралья 169
6.3. Оценка гибридов кукурузы по урожайности и экологической устойчивости к доминирующим стрессовым факторам 171
6.4. Выводы по главе 177
Выводы 179
Предложения производству 182
Список использованной литературы 1 84
Приложения 205
- Влияние температуры воздуха нарост и развитие кукурузы
- Агроклиматическая характеристика степной зоны Оренбургского Предуралья
- Особенности использования растениями кукурузы продуктивной влаги нижних слоев почвы в зависимости от условий увлажнения посевов
- Влияние удобрения и густоты стояния растений на фотосинтетическую деятельность посева кукурузы
Введение к работе
Актуальность темы рассматривается нами с позиции необходимого обеспечения потребностей человека продуктами питания животного происхождения, а также защиты почвы от эрозии.
Известно (И.М. Скурихин, А.П. Нечаев, 1991), что суточная потребность человека в белке равна 53-63 граммам, из которых белок животного происхождения в среднем должен составлять 55% общей потребности, т.е. 29-35 граммов. Минимальная суточная потребность человека в животном белке определена FAO в количестве 20 граммов (10 г с молочными продуктами, 7 г с мясом животных и 3 г с мясом рыбы).
Поголовье крупного рогатого скота, рассчитанное на обеспечение населения области молочными и мясными продуктами по минимальной потребности, до настоящего времени не обеспеченно в полном объеме кормами в зимний стойловый период. Особенно низка обеспеченность концентрированными кормами и силосом.
В области более 4 млн. гектаров (65% пашни) расположены на склонах от 1 до 7 градусов и нуждаются в противоэрозионной защите. По данным государственного центра агрохимической службы «Оренбургский» и научных учреждений, за последние 20 лет содержание гумуса в пахотном горизонте снизилось по зонам области на 0,2 - 0,7 абсолютных процентов.
Почвозащитные приемы обработки почвы важны не только для предотвращения ветровой и водной эрозии, но и для сохранения почвы от излишней минерализации и, следовательно, предупреждения биологической эрозии (Ю.Б. Мощенко, 2001).
Кукуруза, выращиваемая в степной зоне Оренбургской области, являясь засухоустойчивой и наиболее высокоурожайной кормовой культурой в полевом кормопроизводстве для механизированной заготовки качественного сочного корма, способна обеспечить потребности животноводства в силосе.
В последние годы наметилась тенденция по сокращению площадей под этой культурой и снижению урожайности, обусловленная, в основном, диспаритетом цен на сельскохозяйственную и промышленную продукцию.
В современных условиях внедрение в производство новых энергосберегающих и почвозащитных технологий, высокопродуктивных гибридов кукурузы, оптимизация условий их выращивания становится ключевой задачей, как для науки, так и для производства.
Цель и задачи. Цель исследований - разработать рекомендации производству по подбору лучших гибридов кукурузы, применению почвозащитных способов основной обработки почвы, минерального удобрения, созданию оптимальной предуборочной густоты стояния растений, обеспечивающих наибольший выход продукции с единицы площади при минимальной себестоимости готового корма.
В задачи исследований входило:
Определить взаимосвязь урожайности кукурузы с доминирующими погодными факторами.
Дать оценку теплообеспеченности посевов гибридов кукурузы различных групп спелости в степной зоне Оренбургского Предуралья.
Дать характеристику перспективным для местных условий гибридам кукурузы по их требовательности к температурному режиму.
Определить реакцию гибридов кукурузы на изменение условий выращивания и провести оценку их экологической устойчивости.
Изучить влияние способов основной обработки почвы на водный, питательный режимы почвы и урожайность кукурузы.
Изучить влияние минерального удобрения, густоты стояния и генотипа растений на фотосинтетические показатели посевов и урожайность кукурузы.
Определить оптимальные параметры предуборочной густоты стояния растений кукурузы в зависимости от генотипа растения, удобрения и погодных условий.
8. Дать экономическую и энергетическую оценку технологическим приемам выращивания кукурузы.
Научная новизна. Впервые в условиях степной зоны Оренбургского Предуралья показаны количественные зависимости формирования запасов нитратов в почве к началу вегетации растений, использования влаги из нижних слоев почвы и урожайности кукурузы от погодных условий. Дана характеристика новых гибридов кукурузы по длине вегетационного периода, урожайности и экологической устойчивости в местных условиях. В соавторстве с учеными Краснодарского НИИСХ созданы новые перспективные гибриды кукурузы РОСС 151 MB и РОСС 197АМВ для получения качественного силоса.
Практическая ценность. Выявлены наиболее урожайные и экологически устойчивые гибриды кукурузы для выращивания на силос. Установлена оптимальная предуборочная густота стояния растений в зависимости от погодных условий, генотипа растения и минерального удобрения. Показан способ основной обработки почвы, способствующий улучшению водного и питательного режимов почвы, защите ее от эрозии и увеличению урожайности кукурузы.
Положения, выносимые на защиту:
роль основных гидротермических факторов среды в формировании нитратного азота в почве, эффективности применения минерального удобрения, водопотреблении и урожайности кукурузы;
влияние минерального удобрения, генотипа растения и предуборочной густоты стояния растений на фотосинтетическую деятельность посевов и урожайность кукурузы;
влияние способов основной почвозащитной обработки почвы на водный, питательный режимы почвы и урожайность кукурузы;
принципы подбора гибридов кукурузы при выращивании на силос;
экономическая и энергетическая оценки технологических приемов выращивания кукурузы на силос.
8 Апробация работы и публикация результатов исследований.
Результаты исследований докладывались на отчетных совещаниях селекционеров группы «Север» Краснодарского НИИСХ (1989-1993 гг.), научно-практических семинарах руководителей и специалистов Оренбургской области (1989-2003 гг.), заседаниях Ученого совета Оренбургского НИИСХ (1990, 1992, 1995 гг.), конференциях молодых ученых (1999 и 2003 гг.).
Результаты исследований прошли производственную проверку в Оренбургской области на полях ОПХ им. Куйбышева Оренбургского НИИСХ (Оренбургский район, 1989-2003 гг.), ОАО агрофирма «Рыбкино» и СХА «Ба-рабановское» (Новосергиевский район, 2001 г.), ОАО «Радуга» (Переволоцкий район, 2003 г.).
Представленная работа является частью научно - исследовательской работы отдела технологии производства кормов Оренбургского НИИСХ по теме 3: «Разработать прогрессивные технологии производства продукции животноводства на основе исследования высокопродуктивных пород, создания экологически чистых систем полевого и орошаемого кормопроизводства, обеспечивающие устойчивое производство кормов, рациональное использование материально - технических ресурсов» (№ гос. регистрации 01.960.0.10120).
По теме диссертации опубликовано 5 научных статей, получено два авторских свидетельства на гибриды кукурузы, издано практическое руководство по зерновой технологии выращивания кукурузы на силос.
Структура и объем диссертации.
Диссертация изложена на 250-ти страницах компьютерного текста, состоит из введения, шести глав, выводов, рекомендаций производству. Содержит 62 таблицы, 2 рисунка, 33 приложения. Библиографический список литературы включает в себя 222 источника, в т.ч. 4 на иностранных языках.
Влияние температуры воздуха нарост и развитие кукурузы
Кукуруза относится к числу теплолюбивых растений. Она дает дружные всходы при температуре 10-12 градусов, оптимальная температура для роста 25-30 градусов - выше, чем у зерновых колосовых культур (20-25 градусов), максимальная, при которой рост прекращается, 45-47 градусов. (Н.И.Володарский, 1975).
В США нижним температурным пределом считается температура воздуха 10-1 1 градусов, при образовании репродуктивных органов и в период цветения - 12-15 градусов (Л.Е. Пасечнюк с соавт., 1989).
Непродолжительный заморозок в -2 ... -3 градуса повреждает всходы, но в фазе 3-6 листьев кукуруза способна отрастать, так как точка роста ее находится в почве и не повреждается (Н.И. Володарский, 1975; И.Г. Грингоф с соавт., 1987; Л.Е. Пасечнюк с соавт., 1989).
Осенние заморозки более опасны для кукурузы. При температуре -1 ... -2 градуса листья отмирают, а при —3 градусах повреждается невызревшее зерно: оно загнивает, теряет кормовую ценность на корню (Рекомендации по интенсивной технологии возделывания кукурузы на зерно и силос, Кишинев, 1989).
Установлено, что с повышением средней суточной температуры воздуха от 10 до 20 градусов скорость листообразования и интенсивность накопления растительной массы увеличивается. С повышением температуры выше 20 градусов темпы развития растений начинают уменьшаться, и при средней суточной температуре выше 26-28 градусов развитие не ускоряется. В этих случаях возрастает значение балластных (не ускоряющих развитие растений) температур. При температурах 33-36 градусов прирост зеленой массы кукурузы обычно приостанавливается (И.Г. Грингоф с соавт., 1987).
По мнению Л.Е. Пасечнюк с соавторами (1989) при средней суточной температуре воздуха около 25 градусов у многих сортов диссимиляция начинает преобладать над ассимиляцией. А.И. Руденко (1950) выявлены оптимальные средние суточные температуры для периода до выметывания метелки (18-20 градусов), для периода выметывание и цветения (20-22 градусов) и созревания (22-23 градусов). Близкие значения средней суточной температуры воздуха за 3 летних месяца (20,0 ... 22,2 градуса), при которой были получены самые высокие урожаи кукурузы, выращенной в богарных условиях, приводят американские исследователи (Л.Е. Пасечнюк с соавт., 1989).
По другим данным (И.Г. Грингоф с соавторами, 1987), оптимальные условия для формирования урожая зеленой массы и налива зерна создаются при средней декадной температуре воздуха 20-24 градуса и запасах продуктивной влаги равными 60-70 мм и более в полуметровом слое почвы. При повышении температуры воздуха днем до 30-35 градусов, снижении относительной влажности воздуха до 30% и запасах продуктивной влаги менее 20-30 мм в слое почвы 0-50 см. в период после выметывания метелки значительно снижается озерненность початка.
Ряд американских исследователей большое значение придает влиянию максимальной температуры воздуха на урожайность кукурузы на отдельных этапах ее развития. Температура воздуха выше 30 градусов считается избыточной, балластной. Температура воздуха выше 29 градусов нежелательна в период выметывания метелки - цветения початка. По другим данным, в Иллинойсе отрицательное влияние на урожай кукурузы оказывают максимальные температуры воздуха в период за 25 дней до и 15 дней после цветения початка. При этом максимальные температуры воздуха (32-38 градусов) могут не оказать отрицательного воздействия на урожай, если имеется достаточное для растений количество усвояемой влаги. Если максимальная температура воздуха в этот период находится в пределах 38-41 градуса, а количество осадков ниже среднего на 25 мм, то урожайность кукурузы резко снижается; если же максимальная температура не превышает 27 градусов, то такого эффекта при указанном уменьшении осадков не наблюдается (Л.Е. Пасечнюк с соавт., 1989).
Н.И. Володарским (1975) установлено резкое снижение урожайности кукурузы в условиях высокой температуры воздуха выше 32-35 градусов при недостатке почвенной влаги. В сочетании с низкой относительной влажностью воздуха около 30% пыльца теряет способность прорастать в течение 1-2 часов после растрескивания пыльников.
Высокая температура воздуха способствует более быстрому развитию растений при сниженных темпах роста, что недостаточно благоприятно для получения максимального урожая надземной массы. Но высокая температура вызывает снижение урожая вегетативной массы и значительно меньше сказывается на урожае зерна. Чем выше температура мая, тем во влажных районах выше урожай зерна. В засушливых районах наблюдается обратная зависимость, так как высокая температура обычно сопровождается засухой и, несмотря на благоприятные условия температуры, урожай снижается из-за недостатка влаги (Н.И. Володарский, 1975).
В.Г. Иващенко (1995) отмечает, что повышение температуры с 18 до 28 градусов на две недели сокращает период формирования початков, но число цветков в них уменьшается на 30 %. Повышение температуры в фазе формирования 5-6 листьев и увеличения длины дня в фазе 4-7 листьев увеличивает конечное число листьев (эффект факторов суммируется).
Наблюдается тесная положительная зависимость между продуктивностью работы листьев и ходом среднесуточных температур, но только в пределах оптимальных температур роста и развития, водного режима и минерального питания растений (Н.И. Володарский, 1975; Н.Н.Третьяков с соавторами, 1987; A.M. Хлопяников с соавт., 1999; Б.М. Кушенов, 1998).
При благоприятной погоде через 4-10 дней после выметывания метелки обычно из обертки початка появляются нитевидные столбики. Повышение максимальной температуры воздуха в этот срок до 28-30 градусов и выше при недостатке влаги увеличивает период между выметыванием и цветением до 12-16 дней (Л.Е. Пасечнюк с соавт., 1989).
Агроклиматическая характеристика степной зоны Оренбургского Предуралья
В структуре земельных угодий Оренбургской области по состоянию на 01.01.01 степная и сухостепная зоны Предуралья занимают площадь 6792 тыс. га или 55% от общей площади, из них в пашне 3631,6 тыс. га, или 59% к общей площади (В.М. Коннов, И.А. Новоженин, Н.В. Клевцов, 2002).
Степную и сухостепную зоны Оренбургского Предуралья принято относить к степной зоне Заволжской провинции (В.Е. Тихонов, 1999). Предуралье, сложенное пермскими и мезо-кайназойскими морскими и континентальными образованьями, представляет обширную приподнятую на 200-300 м над уровнем моря равнину с чередующимися грядами и холмами системы Общего Сырта. Большая часть территории Предуралья занята карбонатными разновидностями всех подтипов черноземов и темно-каштановых почв или разновидностями с близко залегающим к поверхности горизонтом скопления карбонатов или карбонатной породы (Агрохимическая характеристика почв СССР, 1964). Южные черноземы являются наиболее типичными разновидностями почв Предуралья и составляют 3870,5 тыс. гектаров или 31,29 % от общей земельной площади Оренбургской области (А.В. Кислов, 2002). Расположенная в центре материка Евразии Оренбургская область отличается сухим континентальным климатом, с жарким летом, сопровождающимся суховеями, низкими зимними температурами. При перемещении с севера на юг степной зоны Предуралья температура самого теплого месяца - июля варьирует от 20,3С до 22,3С, самого холодного-января от -15,8С до -14,4С (В.Е. Тихонов, 1999). Разность между средними температурами самого теплого и самого холодного месяцев равна 36-37С. Абсолютная амплитуда колебаний между крайними значениями температур велика и достигает 85-90С. Средняя продолжительность активной вегетации культур (период с температурой выше 10С) колеблется от 142 до 147 дней. В отдельные годы этот период может сокращаться соответственно до 101 и 124 дней. Сумма положительных температур, превышающих 10С, за теплый период составляет от 2400 до 2600(Агроклиматические ресурсы Оренбургской области, 1971). Указанной суммы, по оценке ряда авторов, достаточно для достижения полной спелости зерном среднеранних и среднеспелых гибридов кукурузы от посева до созревания. Однако продолжительность вегетационного периода кукурузы значительно ограничена весенними и осенними заморозками. Поэтому при районировании теплолюбивых культур рассчитывается сумма температур за безморозный период или вводится поправка (Н.В. Гулинова, 1974). В степной зоне Заволжской провинции продолжительность безморозного периода варьирует от 124 до 131 дня. При этом, по данным агрометеорологической станции города Оренбурга за период с 1951 по 1991 годы и нашим расчетам, сумма активных температур свыше 10С за безморозный период с 12 мая по 20 сентября сокращается до 2270-2340С или 1040-1070С эффективных температур (табл. 2). По данным Ю.И. Чиркова (1969) и ряда других авторов, приведенные величины теплообеспеченности вегетационного периода с поправкой на заморозки позволяют выращивать на зерно в условиях степной зоны Заволжской провинции только группу раннеспелых и среднеранних гибридов кукурузы. Переход температуры воздуха через 10С весной наблюдается в конце апреля - начале мая, а осенью - во второй и начале третьей декад сентября (Система ведения сельского хозяйства Оренбургской области, 1986). Среднегодовое количество осадков в пределах степной зоны провинции Заволжской колеблется от 310 (Соль-Илецк, Акбулак) до 474 мм (Сырт). Отношение осадков к испаряемости или коэффициент годового атмосферного увлажнения (КУ) составляет 23-57%. Причем 65-75% годового количества осадков приходится на теплый период. Летние осадки, как правило, имеют ливневый характер. На основании методических указаний ВАСХНИЛ (1981), нами проведена агрометеорологическая оценка засушливости периода вегетации кукурузы с июня по август за последние 45 лет (1959-2003) по данным Оренбургской АГМС. Для расчета использовалась формула по определению коэффициента засушливости (Кз): По нашим расчетам, отсутствие засухи в летний период было характерно для трех лет (1964,1990,1994) или 6,7%, слабая засуха - для 6 лет (13,3%), средняя - для 13 лет (29,0%) и сильная засуха для 23 лет наблюдений или 51,0% (приложение 1). Таким образом, для территории Оренбургского Предуралья вероятны засухи сильные и средней интенсивности в 80% случаев.
Глубина промерзания почвы достигает 100-120 см. Высота снежного покрова в среднем составляет 28 см с запасами воды в снеге около 70 мм и варьирует от 23 до 40 см. Устойчивый снежный покров образуется в конце второй-начале третьей декад ноября, разрушается - с первой и второй декадах апреля (В.Е. Тихонов, 2002).
Преобладающими являются ветры южного направления. Наибольшее число дней с сильным ветром (15 м/с и более) отмечается в марте - мае, с пыльными бурями: в июне - июле (Система ведения сельского хозяйства Оренбургской области, 1986).
Особенности использования растениями кукурузы продуктивной влаги нижних слоев почвы в зависимости от условий увлажнения посевов
Тепловые ресурсы весной детерминировали 84% изменчивости накопления запасов нитратов в почве к началу вегетации растений. Чем лучше прогревалась почва, тем интенсивнее происходили процессы минерализации органического вещества. В ранневесенний период влажность почвы не лимитировала микробиологическую активность (см. табл. 8).
Значение температурного фактора играет большую роль в мобилизации азота в почве. По данным Г.Н. Господаренко (1997) установлено, что содержание нитратного азота в слое почвы 0-160 см за осенне—зимне-весенний период Лесостепи Украины на черноземе оподзоленном увеличивалось с 42-68 до 99-148 кг на 1 гектар.
В условиях степи Оренбургского Предуралья, когда с ноября по апрель средняя суточная температура воздуха опускается ниже нуля, погодные условия весны после схода снега до посева, в основном, определяют интенсивность нитрификации в почве. Полученная зависимость (табл. 10) недостаточно полно отражает всю сложность взаимодействия экологии и почвы и она весьма схематична. Однако она демонстрирует количественную связь лимитирующего фактора-температуры воздуха на процессы формирования нитратов в почве в допо-севной период.
В условиях часто повторяющихся засух для решения вопросов управления продуктивностью растений большое значение имеет определение характера взаимосвязи доминирующих компонентов погодных условий на рост и развитие растений в течение вегетационного периода (В.Е. Тихонов, 2002).
В разные периоды развития кукуруза предъявляет неодинаковые требования к условиям среды. Нами была поставлена задача: определить степень влияния основных погодных факторов на урожайность зерна и надземной массы кукурузы в сухом веществе. Условно вегетационный период был разделен на два периода: первый - от всходов до цветения метелки и второй - от цветения метелки до созревания зерна. В первую фазу происходит формирование корневой системы и вегетативных органов растения, которые достигают максимальных размеров к концу фазы. Во второй половине вегетационного периода появляются репродуктивные органы, происходит оплодотворение и формирование зерновки.
Исследования проводились в стационарном полевом опыте по экологическому сортоиспытанию кукурузы на примере районированного раннеспелого гибрида РОСС 144МВ в течение 16 лет, с 1988 по 2003 годы. Урожайность кукурузы колебалась: по сухой биомассе от 2,1 - в 1988 году до 12,7 - в 1990 году при среднем значении 7,5 т с 1 га, по зерну - от 0,3 (1988) до 5,3 (1992) при среднем значении 3,1 т с 1 га (табл. 11). Коэффициент хозяйственной части урожая (Кхт) варьировал в меньшей степени, чем урожайность и принимал значения параметра равные от 0,12 (1988) до 0,45 (1989) при среднем значении параметра - 0,35. Для характеристики погодных условий нами использовались следующие показатели: запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы на начало и конец периода, осадки, сумма активных температур, ресурсы влаги, испаряемость и коэффициент влагообеспеченности (табл. 12). В годы исследований (1988-2003) запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы на момент появления всходов варьировали от 101 мм в 1994 году до 162 мм в 1992 году при среднем значении параметра - 136 мм или 72% НВ. Они не лимитировали урожайность кукурузы, на что указывает слабая корреляционная связь между этими показателями (R = 0,32+0,25) (табл. 13). Вариация весенних почвенных влагозапасов за 16 лет составила 13,4%. Необходимо отметить, что снегозадержание и регулирование снеготаяния на поле не проводилось. Слабая корреляционная связь урожайности кукурузы с запасами весенней влаги ставит под сомнение экономическую эффективность этих агроприемов в изучаемой зоне, на что указывают некоторые авторы (В.Е. Тихонов, 2002) на примере влияния доли зимних осадков на урожайность яровой пшеницы на Переволоцком ГСУ Оренбургской области. При хороших начальных запасах влаги в почве наибольшее влияние на формирование урожая оказывали другие факторы: осадки, температурный ре 78 жим, относительная влажность воздуха, направление и скорость ветра, облачность. Эти погодные факторы нашли отражение в интегральном показателе -испаряемости.
Влияние удобрения и густоты стояния растений на фотосинтетическую деятельность посева кукурузы
Весенние запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы (114 мм или 0,6НВ) в 1988 году были меньше нижнего предела оптимального увлажнения почвы (0,75НВ, или 140 мм продуктивной влаги). В 1989 - 1990 гг. влажность почвы соответствовала 138 и 147 мм продуктивной влаги, или 73% и 77% от наименьшей влагоёмкости почвы. Наименьшая влагоемкость почвы участка была равна 190 мм продуктивной влаги в метровом слое почвы.
По мере роста и развития растений влажность почвы под посевами кукурузы снижалась. Во время цветения метелки и учета урожая запасы влаги в 1988 году уменьшились до 37 и 15 мм, в 1989 году-до 75 и 38 мм, в 1990 году - до 142 и 88 мм.
Принято считать, что кукуруза особенно чувствительна к засухе в период вегетации, начинающейся за 10 дней до выметывания метелки и заканчивающийся через 20 дней после начала цветения. Этот период был назван критическим периодом потребности в воде, когда недостаточное удовлетворение этой потребности ведет к максимальному снижению урожая (Н.И. Володарский, 1975; И.Г. Шматько, 1989).
На момент цветения метелки влажность метрового слоя почвы в 1988 году соответствовала 0,2НВ, в 1989 году - 0,4НВ, в 1990 году - 0,75НВ. По соотношению ресурсов влаги и потребности в ней определялась обеспеченность посевов кукурузы влагой. Наименьшей она была в 1988 году и составляла в период «9-й лист-цветение» - 20%, в период «цветение - учет урожая» - 18,4% от потребности растений в воде. В 1989 году эти показатели были выше — 50,1% и 35,9%. В 1990 году условия увлажнения почвы были оптимальными для кукурузы, обеспеченность посевов влагой соответствовала по указанным периодам 104,7% и 90,6%.
Обеспеченность растений водой зависела от её наличия в почве, атмосферных осадков и от показателей, характеризующих её расходную часть, а именно, от температуры и сухости воздуха. Два последних фактора учтены в интегральном показателе, предложенном A.M. Алпатьевым (1954) для оценки потребности растений в воде.
Недостаточные запасы (114 мм) продуктивной влаги весной в почве в сочетании с небольшим количеством атмосферных осадков за период вегетации (70 мм) и максимальная потребность в воде (863 мм) растений за последние 16 лет наблюдений, создали неблагоприятные условия для развития кукурузы в 1988 году. В 1989 году - хорошее увлажнение почвы весной (138 мм), 150 мм осадков и потребность в воде, равная 676 мм за период вегетации, характеризовали условия недостаточного увлажнения посевов кукурузы. В 1990 году влажность почвы с начала вегетации и до формирования зерна была в пределах оптимальных значений. Большое количество осадков в сочетании с минимальной потребностью в воде - 427 мм за вегетацию создало благоприятные условия для формирования высокой урожайности кукурузы. Фактический суточный расход влаги посевами кукурузы уменьшался по мере усиления засушливости. Так, например, в благоприятном по влагообеспе-ченности 1990 году среднесуточный расход влаги за вегетацию составил 2,68 мм, в среднезасушливом 1989 году - 2,44 мм, в острозасушливом 1988 году - 1,6 мм. По данным А.С. Мушинского (2003), на черноземах южных Оренбургского Предуралья среднесуточное водопотребление кукурузы в условиях орошения было еще выше и составляло 4,0 - 4,4 мм за сутки. Очевидно, что в условиях недостаточного увлажнения посевов значительно интенсивнее протекает физиологическое регулирование транспирации растений, роль которого в условиях оптимального увлажнения отступает на второй план (Математические методы оценки... Л., Гидрометеоиздат, 1989). Погодные условия 1988 года были неблагоприятными для растений не только из-за дефицита влажности почвы и воздуха, но и из-за высокой средней суточной температуры воздуха, равной 22,7 градусам в период «всходы-9-й лист» и - 25,7 градусам - в период «9-й лист — цветение метелки». По данным многих авторов (А.И. Руденко, 1950; Г.Уоллес, 1954; Р.Г. Шоу, 1957; В.Н. Степанов, И.С. Шатилов, 1959; Н.И. Володарский, 1975; А.Д. Рогаченко с соавторами, 1978; Л.Е. Пасечнюк с соавторами, 1989), оптимальной для кукурузы в период «всходы - выметывание метелки» признана средняя суточная температура воздуха, равная 16-22,5С, в период «выметывание -формирование зерна» - 20-24С . В 1989 году экстремально - высокая температура воздуха (23,5С) наблюдалась в период «9-й лист - цветение метелки». В 1990 году температура воздуха - 21,3С в начале роста и 20,6С - во второй период вегетации растений была благоприятной для роста и развития кукурузы. Проведение фенологических наблюдений в полевом опыте показало, что за время исследований (1988-1990 гг.) минеральное удобрение и густота посева не оказали существенного влияния на развитие кукурузы. Наибольшее влияние на прохождение этапов органогенеза оказали погодные условия и различия между гибридами кукурузы, т.е. генотип растения (табл. 16). Для прохождения фенологических фаз развития растений требуется определенная сумма биологически активных температур (средних суточных выше 10С). Н.И. Володарским (1975) установлено, что гибриды различных групп спелости различаются между собой в первую очередь по сумме температур, необходимых для прохождения фазы всходы - выметывание метелки. Что касается более поздних фаз вегетации, то разные гибриды нуждаются практически в одинаковой сумме температур для их прохождения. Гибриды кукурузы существенно различались между собой по длине периода «посев - выметывание метелки». Для прохождения этого периода гибриду Коллективный 101 ТВ требовалась сумма положительных температур 1214 1434С при среднем значении показателя за 1989-1990 гг. -1258С. Для более позднеспелого гибрида кукурузы Одесский 80МВ, соответственно сумма температур была большей (1368-1608 С) при среднем значении параметра -1407С. В последующий период от выметывания метелки до молочно-восковой спелости зерна сумма температур воздуха, необходимая для его прохождения, была примерно равной в среднем за два года для обоих гибридов - 832С и 835С. Для расчета средних значений тепловых ресурсов нами не были использованы результаты 1988 года по причине аномальных погодных условий и связанных с ними серьезных физиологических нарушений в онтогенезе растений. На основании классификации сортов и гибридов кукурузы по длине вегетационного периода (по С.С. Андреенко и Ф.М. Куперман, 1959) гибрид Коллективный 101 ТВ в условиях Оренбургского Предуралья относится к средне-ранней, а - Одесский 80МВ - к среднеспелой группам спелости кукурузы.
