Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 9
1.1. Подбор гибридов для выращивания на зерно и высокопитательный силос 9
1.2. Влияние удобрений на продуктивность кукурузы 17
1.3.Повышение продуктивности за счёт применения бактериальных препаратов 27
2. Условия и методика проведения исследований 41
2.1. Агроклиматические ресурсы лесостепи Среднего Поволжья и Самарской области 41
2.2. Погодные условия в годы исследований 47
2.3. Характеристика опытного участка, агротехника и методика проведения исследований 52
3. Формирование урожая гибридов кукурузы в зависимости от уровня минерального питания, применения бактериальных препаратов и последействия занятого и сидерального пара 58
3.1. Фенологические наблюдения и продолжительность межфазовых периодов 58
3.2. Динамика линейного роста и высота растений 68
3.3. Фотосинтетическая деятельность растений в посевах 76
3.3.1. Динамика площади листьев 76
3.3.2. Фотосинтетический потенциал и чистая продуктивность фотосинтеза 87
3.3.3. Содержание и динамика накопления сухого вещества 96
3.3.4. Выход энергии и КПД ФАР 100
4. Продуктивность и кормовая оценка урожа 107
4.1. Продуктивность посевов при уборке на силос 107
4.1.1. Урожай силосной массы и сбор сухого вещества 107
4.1.2. Химический состав 111
4.1.3. Кормовые достоинства урожая силосной массы. Выполнение программы на планируемый урожай 114
4.1.4. Выход обменной энергии с урожаем силосной массы 117
4.2. Оценка урожая початков и зерна 120
4.2.1. Урожай початков 120
4.2.2. Урожай зерна и выполнение программы 122
4.2.3. Химический состав зерна 125
4.2.4. Кормовые достоинства урожая зерна 127
4.2.5. Выход обменной энергии с урожаем зерна 131
5. Агроэнергетическая и экономическая оценка 133
Выводы 150
Предложения производству 154
Список литературы 155
Приложения 180
- Подбор гибридов для выращивания на зерно и высокопитательный силос
- Агроклиматические ресурсы лесостепи Среднего Поволжья и Самарской области
- Фенологические наблюдения и продолжительность межфазовых периодов
- Продуктивность посевов при уборке на силос
Введение к работе
Актуальность темы. Кукуруза - незаменимый энергетический корм для всех видов сельскохозяйственных животных, она важнейший источник увеличения производства продуктов животноводства. Обеспечение животноводства высокоэнергетическим кормом обуславливает необходимость повышения валового производства кукурузы, как ведущей кормовой и зернофуражной культуры широкого диапазона использования.
В зерне кукурузы содержится 65-75% углеводов, 9-12% жира, около 2% минеральных веществ, витамины. В одном килограмме сухого вещества зерна содержится 1,34 к.ед. и 78 граммов переваримого протеина (Никулин Н.Р., Кислинский Н.К., Лазарев В.Я., 1980).
В общем производстве зерна значительный удельный вес должен принадлежать кукурузе-культуре, которая по своей урожайности, кормовым достоинствам и универсальности использования занимает одно из ведущих мест среди зерновых кормовых культур (Федоткин И.В., Кравцов И.А., 2001). Площадь её выращивания на зерно к 2009 году должна быть доведена до 1,2 млн. га (Сотченко B.C., 2005).
В лесостепи Среднего Поволжья кукуруза известна, прежде всего, как силосная культура. Кукурузный силос здесь занимает ведущее место в рационах жвачных животных: на его долю приходится до 30% корм. ед. в структуре расхода грубых и сочных кормов, но в последние годы стала получать распространение и как ценная зерновая культура. Однако благодаря успешной работе ТОС «Север», куда входят Самарский НИИС и Поволжский НИИСС, создан ряд гибридов кукурузы, ежегодно вызревающих в местных условиях на зерно. В связи с этим десятилетием назад ставилась задача с 40-45% посевов этой культуры получать зерностержневую массу с питательностью 0,6-0,87 корм. ед. и сухое фуражное зерно (Ельчанинова Н.Н., Васин В.Г., Угаров П.А.. 1997).
Для производства монокорма в условиях Самарской области необходимы ультрораннеспелые гибриды, которые при посеве во второй декаде мая созревали бы в третьей декаде августа - первой декаде сентября, с содержанием обменной энергии в 1 кг сухого вещества до 10...12 МДж. Для этих целей могут использоваться гибриды с ФАО 140-190.
В Поволжском НИИСС (селекционер Терентьев Е.Г.), созданы гибриды кукурузы Кинбел 144 СВ и Кинбел 181 СВ, которые, по результатам испытаний, не уступают стандартам по урожаю зерна, а созревают раньше на 3-4 дня и имеют на 2-3% меньшую уборочную влажность, что позволяет их использовать для производства зерна, ЗСМ и высокопитательного силоса.
В связи с этим возникла необходимость изучения продуктивности таких гибридов при использовании на зерно, ЗСМ, высокопитательный силос в кормовых севооборотах с занятым и сидеральным паром, в сочетании с расчётными дозами минеральных удобрений на планируемую урожайность" и при применении бактериальных удобрений.
Цель исследований. Изучить особенности роста и развития растений новых гибридов кукурузы селекции Поволжского НИИСС Кинбел 144 СВ и Кинбел 181 СВ и дать оценку их кормовой продуктивности при размещении в севообороте третьей культурой после сидерального и занятого пара, с применением бактериальных препаратов мизорин и флавобактерин на расчётных уровнях минерального питания и уборке на силос и зерно.
Задачи исследований:
изучить влияние бактериальных препаратов мизорин и флавобактерин на кормовую продуктивность двух раннеспелых гибридов при различных уровнях минерального питания, размещенных третьей культурой после занятого и сидерального пара и уборке на зерно, початки, высокопитательный силос;
изучить особенности роста и развития растений, их фотосинтетическую
деятельность, особенности формирования урожая и элементы
продуктивности;
выявить возможность получения запланированных урожаев на уровне 3;
4 и 5 т зерна, или 5; 6 и 7 тыс. кормовых единиц высокопитательной
зелёной массы с початками с 1 га; - определить экономическую эффективность, дать агроэнергетическую
оценку изучаемым агроприемам. Научная новизна и практическая ценность работы. В проведенных исследованиях дано теоретическое обоснование создания высокопродуктивных агрофитоценозов кукурузы в богарных условиях лесостепи Среднего Поволжья на основе применения бактериальных удобрений мизорин и флавобактерин при размещении в звене севооборота с занятым и сидеральным паром, на разных уровнях минерального питания.
Проведены испытания и обобщены результаты исследования по кормовой оценке новых высокопродуктивных раннеспелых гибридов кукурузы селекции Поволжского НИИСС Кинбел 144 СВ и Кинбел 181 СВ на планируемую урожайность с использованием на зерно, ЗСМ, высокопитательный силос.
Основные положения, выносимые на защиту:
раннеспелые гибриды формируют фотосинтетический потенциал на уровне 1,43...2,41 млн. м2 дн./га, чистая продуктивность фотосинтеза посева 4,30...6,49 г/м2;
гибрид Кинбел 144 СВ при применении удобрений и бактериального препарата мизорин обеспечивает урожай силосной массы 44,03 т/га, Кинбел 181 СВ - 47,08 т/га с выполнением программы, на 94,0 и 107,1%;
гибрид Кинбел 144 СВ при урожае зерна до 5,70 т/га обеспечивает выход обменной энергии до 92,08 ГДж/га;
агроэнергетически и экономически выращивание раннеспелых гибридов с
применением бактериальных препаратов оправдано. Апробация работы. Основные вопросы диссертации докладывались на Международной научно-практической конференции, посвященной 85-летию Самарской ГСХА «Актуальные проблемы АПК в XXI веке» (г. Кинель, 2004г.), на II Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы сельскохозяйственной науки и образования» (2005 г.), на III Международной научно-практической конференции «Аграрная наука -сельскому хозяйству» (2006 г.), на заседаниях кафедры растениеводства Самарской ГСХА (2003-2006 гг.).
По теме диссертации опубликовано 3 научные работы, в том числе 1 в издании реферируемом ВАК.
Представленная работа является составной частью научно-исследовательских работ кафедры растениеводства Самарской ГСХА: «Разработать приёмы возделывания и использования кормовых культур, обеспечивающие в севооборотах Среднего Поволжья получение полноценной, экологически чистой продукции различного направления использования на богарных землях не менее 4...5 тыс. корм. ед. с 1 га при одновременном сохранении и повышении плодородия почвы»; № гос. регистрации 01.950000894.
Работа выполнена на кафедре растениеводства Самарской государственной сельскохозяйственной академии под руководством заслуженного деятеля науки РФ, доктора сельскохозяйственных наук, профессора Васина Василия Григорьевича.
Автор выражает искреннюю признательность за консультации и помощь в работе заслуженному деятелю науки РФ, доктору сельскохозяйственных наук, профессору Ельчаниновой Надежде Николаевне, кандидату сельскохозяйственных наук Толпекину Алексею Александровичу.
Структура и объём работы. Диссертация изложена на 179 страницах и состоит из введения, пяти глав, выводов и предложений производству, включает 44 таблицы, 10 рисунков, 45 приложений. В списке использованной литературы 260 наименования, в том числе 18 зарубежных авторов.
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1.1. Подбор гибридов для выращивания на зерно и высокопитательный силос
Кукуруза является важнейшей в мировом земледелии культурой, обеспечивающей высокие сборы зерна, широко используемого на продовольственные, кормовые и технические цели.
В условиях интенсификации производства гибриды выступают как самостоятельные факторы повышения урожайности, но раскрыть свой потенциал продуктивности они могут только при высокой агротехнике (оптимальная плотность посева, повышенные дозы удобрений, правильный режим орошения, эффективные средства защиты растений от сорняков, вредителей, болезней и др.) (Вербицкая Н.М., 1988).
Кукуруза, как зерновая культура, в мировом зерновом балансе после риса и пшеницы занимает третье место. В России же кукуруза наиболее широко используется в посевах на силос.
В нашей стране кукурузу не зря называли «королевой» полей. Трудно себе представить производство животноводческой продукции на должном уровне без использования кукурузного силоса при кормлении крупного скота, а в свиноводстве и птицеводстве без кукурузного зерна. Кукуруза является лучшей силосной культурой, так как отличается самым благоприятным соотношением питательных веществ, хорошо силосуется (Сотченко B.C., 2005).
Что касается Поволжья, где частые засухи, возделывание кукурузы также перспективно. Ещё Н.М. Тулайков отмечал, «... что в годы тяжёлых засух и полной почти гибели яровых хлебов, как это было в 1911, 1921 и 1924 гг., кукуруза дает сравнительно высокие урожаи зерна, позволяя тем самым в значительной мере исправить тяжелое положение в хозяйстве ....» (Тулайков Н.М., 1925).
В недалеком прошлом (1986-1990) общая площадь посева кукурузы в стране составляла 11 млн. га, из них 1,1-1,4 млн. га. посевы на зерно, сегодня не более 700 тыс. га, что абсолютно не соответствует возможностям и потребностям. Если сокращение посевов на силос объясняется тем, что мало скота и не требуется много силоса, то в отношении зерновой кукурузы это объяснение не приемлемо, так как зерна кукурузы на фуражные цели не хватало как раньше, так и сейчас (Сотченко B.C., Мусорина Л.И., 2000).
Урожайность кукурузы в специализированных зонах производства зерна достигает выше 100 ц/га, а рекордный уровень - выше 200 ц/га (Вербицкая Н.М., 1983).
По данным СМ. Крамарева (1999), в США производство зерна кукурузы сначала росло за счёт расширения посевов и роста урожайности, а в последние годы - только за счёт повышения урожайности, которая в 1930-1939 гг. составила 15,2 ц/га, в 1940-1944 гг. - 20,2, в 1950-1954 гг. -24,4, в 1960-1964 гг. -39,3, в 1970-1974 гг. - 52,8, в 1980 г. - 57,1, в 1982г.- 68,6, в 1990г. - 74,8, в 1992г. - 82,5, в 1993г. - 63,2 ц/га.
Кукуруза является основной зернофуражной культурой не только в США, но и во многих странах мира: Италии, Франции, Болгарии, Венгрии, Румынии и районах, где позволяют климатические условия, она обеспечивает максимальный выход зерна и энергии в расчете на единицу площади (Циков B.C., 1984).
В Среднем Поволжье кукуруза стала вводится в конце XIX столетия как высокозасухоустойчивое растение после жестоких засух 1881 и 1891 годов. Как отмечал О.О. Горбатовский (1984) в своей книге «Руководство к возделыванию кукурузы»: «... ни один злак не может конкурировать по урожаю с кукурузой, но лишь одно просо может дать такое количества зерна, какое получают от кукурузы, но урожаи последнего отличаются непостоянством и достигаются при посеве его по пласту».
Однако и в начале XX века кукуруза по-прежнему не получила широкого распространения. В этот период проводятся исследования с кукурузой на Безенчукской опытной станции (Бомбин Д.А., 1978), где и были созданы местные сорта Безенчукская жёлтая №41 и Уфимская белая №42 с высотой растений 100-140 см и продолжительностью вегетации 100-106 дней (Кронберг К.К., 1930). Позже здесь были созданы гибриды (Гибридная Б-100), которые значительно превзошли по урожайности ранее возделываемые сорта (Рябов И.Е., 1955; Киреев В.Н. и др., 1985). И в настоящее время здесь успешно ведётся селекционная работа (Самарский НИИСХ), создаются местные линии, лучшие из которых становятся основой для выведения раннеспелых и среднеранних гибридов с ФАО 150-130 (Чуданов И.А., 1990; Ерохин Г.А. и др., 1993).
Сегодня для всех зон кукурузосеяния имеются гибриды для возделывания как на силос, так и на зерно. Планируется за 2005-2009 гг. передать на государственное сортоиспытание 43 новых гибрида. Они должны отвечать требованиям производства по уровню продуктивности, устойчивости к вредителям и болезням, холодо- и засухоустойчивости, экономической эффективности в семеноводстве (Сотченко B.C., 2005).
Основная часть гибридов кукурузы, возделываемых у нас в стране и мире, созданы с участием небольшого количества элитных линий. Это подтверждают Б.П. Гурьев, И.А. Гурьева (1990) и другие селекционеры.
Снижение гибридности семян кукурузы до 80%, как правило, приводит не только к снижению урожая зерна на 10-12%, но и к меньшей технологичности гибридов за счёт их гетерогенности (Воронин А.Н., Сокорев Н.С., Авраменко П.М., Самущенко Н.Д., Журба Г.М., 2004).
Прогноз академиков Н.М. Тулайкова и П.Н. Константинова о важном значении культуры кукурузы в Поволжье оправдался. По решению правительства СССР кукуруза с 1955 г. за короткие сроки была внедрена в производство, на основе посева гибридными семенами первого поколения.
В Среднем Поволжье и в Самарской области в 1960-1970 гг. она стала основной силосной культурой в структуре посевов кормовых культур на основе посева гибридными семенами первого поколения.
Значительное увеличение производства силоса за счёт кукурузы позволило резко увеличить продуктивность животноводства. Кукурузный силос в кормлении крупного рогатого скота стал занимать в стойловый период до 40-45% по питательности в рационе.
В то время на посев завозились семена в основном позднеспелых сортов и гибридов: Стерлинг, ВИР 42, популяция Краснодарская 1/49 и др., которые давали высокий, урожай зелёной массы, но и с высокой влажностью - 80-84%, так как убирались в основном в начале молочно-восковой спелости зерна, а в годы с недобором тепла в период вегетации, в фазу молочной спелости.
Особенно это было типично при уборке в августе. Основной срок уборки в хозяйствах приходится на третью декаду августа и первую декаду сентября, так как заморозки в первой декаде сентября бывают с вероятностью 7%, а во второй декаде - 26%.
На основе многочисленных опытов Кинельской Госселекстанции по сортоизучению большого набора сортов и гибридов различного периода вегетации в 1955-1963 гг. и анализа результатов испытания на госсортоучастках в конце пятидесятых начале шестидесятых годов для Воронежской, Самарской и сходных по климату областей на силос рекомендовались гибриды не позднее ВИР 25, Буковинского 3 ТВ, Днепропетровского 247 MB, Коллективного 220 ТВ - ФАО 200-230. Ими предлагалось занимать 50-60% площадей посева, а 50-40% более ранними гибридами —ФАО-150-190 (Терентьев Е.Г., 1966; Терентьев Е.Г., Попова Р.А., 1967; Терентьев Е.Г. и др., 1963).
С 1958 по 1968 гг. проводилась работа по селекции самоопыленных линий, изучению линий из колекции ВНИИ растениеводства, ВНИИ кукурузы, созданию гибридов с использованием в качестве материнских форм раннеспелых
сортов, а отцовских - самоопыленных линий и простых межлинейных гибридов (Терентьев Е.Г., Попова Р.А., 1971, 1973).
В этот период на смену сортам и межсортовым гибридам - Безенчукская 41, Безенчукский и др. пришли новые более урожайные гибриды инорайонной селекции Буковинский 2 ТВ, Буковинский 3 ТВ, ВИР 25, ВИР 42 и др. Раннеспелые гибриды (ФАО 150-200) в основном были представлены сортолинейными гибридами с использованием сортов Воронежская 76, Глория Янецкого, Шиндельмайзер и др. Наибольшее количество гибридов было создано с сортами Воронежская 76, как сорта, хорошо вписывающегося в климатические условия Воронежской, Самарской и др. областей, сходных по климату, и достаточно технологического в семеноводстве для производства семян в новых районах выращивания кукурузы.
На Кинельской селекционной станции был создан ряд сортолинейных гибридов из которых гибрид Воронежская 76 Т х (Черновицкая 21 ТВ х ВИР 27 ТВ) под названием Воронежский 38 ТВ был районирован в 1968г. он выведен в соавторстве с Воронежской опытной станцией. Гибриды от скрещивания сортов Воронежская 76, Глория Янецкого с простым гибридом ВИР 27 х ВИР 44 по урожайности не уступали гибриду Буковинский 3 и были более совершенны в семеноводстве за счёт одновременного посева родительских форм на участках гибридизации. В эти же годы были выведены первые самоопыленные линии и аналог сорта Северодакотская с ЦМС «Т» типа.
Внедрение в производство новых гибридов кукурузы способствует повышению урожайности в различных почвенно-климатических зонах нашей страны. Раннеспелый гибрид Росс 145 MB, включен в реестр по Центрально-Чернозёмному, Уральскому, Нижневолжскому регионам России с 1993 года, в среднем показал продуктивность зерна 58,5 ц/га, что на 12,3 ц/га больше ранее районированного Днепропетровского 141. Районированный в 2000 году Краснодарский 194 MB, гибрид раннеспелого типа, за годы испытания показал урожайность 55,8-69,8 ц/га. Средняя урожайность нормализованного сухого
вещества в Центральном регионе - 94,4 ц/га, Волго-Вятском - 65,2 ц/га, Северо-Кавказком - 128,7 ц/га, Нижневолжском -68,9 ц/га, что выше возделываемого гибрида на 4,9; 16,0; 10,3 ц/га соответственно (Хаджинов М.И., Лавренчук Н.Ф. и др., 2001).
С 2003 года внесен в Госреестр по 3-8 регионам новый гибрид Поволжский 187 СВ - раннеспелый (ФАО 170). За годы испытаний (1999-2001 гг) средний урожай гибрида составил 48,4 ц/га. При этом необходимо отметить, что в благоприятном по увлажнению 2000 году этот гибрид сформировал урожайность 64,7 ц/га (Панфилова О.Н., Мелихов В.В., 2003).
В последнее время в производство внедряются новые раннеспелые гибриды СТК 189, Прогноз 132 СВ, Каскад 195 СВ, Каскад 235 MB, Каскад 282 MB, обладающие высокой урожайностью (60-80 ц/га) и превышающие ранее районированные гибриды по урожаю зерна на 1-12 ц/га (Орлянский Н.А., Зубко Д.Г., 2000; Миление В.В., 2001; Асыка Ю.А., Журба Г.М. и др., 2001).
Из раннеспелых гибридов наиболее известен гибрид Нарт 150 СВ. На смену ему созданы гибриды Катерина СВ, Мария СВ, К 180, Машук 170, Машук 180. В группе среднеранних гибридов заслуживают внимания гибриды Анна, Ньютон, Корн 280 MB и другие (Сотченко B.C., 2005).
Существенный вклад в изучение гибридной кукурузы внесли работы отечественных ученых: Турбина Н.В. (1969, 1974), Тепловой Е.А. (1976), Ткачнко И.К. (1974), Хотылевой Л.В. (1966, 1968), Хаджинова М.И. (1968),Федорова П.С.(1968а, 19686).
Вполне понятно, что реализация генетического потенциала во многом зависит от урожайных свойств семян, которые в свою очередь определяются наследственными и посевными качествами (Мишович М., Койич Л., Иванович М.и др., 1994).
Важным дополнением в использовании гибридной мощности кукурузы было предложение Jones D.F (1920) о применении двойных гибридов вместо простых.
И. Кешко и И. Палимпестов (1851) пишут, что в Европе насчитывается 15 сортов кукурузы, в том числе 4 сорта в Бессарабии и в Херсонской губернии. Из этих сортов наибольшее внимание уделяется Гиганту, высокорослому сорту, высотой 2-3 метра, с желтыми кремнистым зерном.
Гибридная кукуруза отличается повышенной адаптивностью к низким температурам, полеганию, засухе и другим факторам среды, что обеспечивает более стабильную их урожайность (Derieux М., Darrigrand М., Gallais A., Barriere Y., 1987).
Резервы повышения продуктивности кукурузы еще далеко не исчерпаны, поскольку только 63% посевных площадей в мире засевается наиболее продуктивными семенами первого поколения (Чумий И.П., Моргун В.В, 1990; Крамаев СМ., 1999).
Оценка на комплексную устойчивость гибридов кукурузы к неблагоприятным условиям внешней среды будет способствовать решению этой актуальной проблемы сельскохозяйственного производства (Жученко А.А., 1990).
В последние годы посевы кукурузы выходят за пределы традиционных районов возделывания. Разнообразие условий возделывания предъявляет соответствующие требования к экологическим характеристикам гибридов кукурузы (Алтухов Ю.П., 1983, Жученко А.А., 1980).
Скороспелость - одно из условий гарантированного получения урожая в северных для кукурузы районах, поэтому были созданы высокоурожайные гибриды с коротким вегетационным периодом (70-100 дней), характеризующиеся меньшей предуборочной влажностью (Сотченко B.C., Галлеев Г.С., 1984; Василенко И.И., 1985, Готлий Й., Пуцарич К., 1985).
При внедрении зерновой кукурузы важна организация семеноводства на местах. Опыт ежегодного выращивания семян ранее перспективного гибрида Безенчукский - 86-ТВ показывает, что в климатических условиях Куйбышевской (ныне Самарской) области это вполне возможно (Кучер В.Г., 1981). Позже здесь
построен Безенчукский кукурузо - калибровочный завод по производству до 6000 тонн семян кукурузы нового гибрида Коллективный 172 ТВ.
В условиях Орловской области абсолютное большинство испытанных гибридов отличается высокими урожаем зелёной массы, сбором сухого вещества, в том числе за счёт зерносержневой массы, скороспелостью, что важно для внедрения возделывания кукурузы (Заслонкин В.П., Егупов В.П., Семенова А.Т., 1998).Богат опыт хозяйств Рязанской области в возделывании кукурузы как на силос, так и на зерно. Рязанские земледельцы были инициаторами внедрения молдавских раннеспелых гибридов кукурузы. Были достигнуты высокие показатели на больших площадях. Урожай силосной массы в кормовых единицах составляет 7,5-8,5 т/га, а в отдельных хозяйствах до 10-12 т/га (Сотченко B.C., 2005).
Продуктивность гибридов кукурузы изучалась в Чехословакии (Diwic S., 1989), Румынии (Pestean С, 1988; Matei J., 1988), Швейцарии (Schuberger G.H., 1989), Австрии (Weitenmann F.; Menzi M., 1990), в Польше (Machul М., 1988).
Первый районированный в Самарской области с 1989г. межлинейный гибрид Коллективный 172 ТВ (MB), ФАО 170, полученный с участием линий местной селекции Кин 062 и Б 186, по семеноводству был ориентирован на южные регионы согласно программы ТОС "Север". С постройкой в области завода по обработке семян кукурузы освоено его промышленное семеноводство.
В качестве материнских линий в последние годы выделены линии: Кин 501 и Кин 216, которые вошли в новые гибриды - Кинбел 144 СВ, Кинбел 181 СВ, внесенные в Госреестр допущенных к использованию в Средне-Волжском и Уральском регионах с 2000 и 2001гг. Самая скороспелая линия Кин 501 наиболее близка к "идеалу» материнской формы для семеноводства в местных условиях. При различной высоте растений такие линии имеют высокий индекс прикрепления початков (Терентьев Е.Г., 1999).
Поволжским НИИ селекции и семеноводства в зоне «северной границы возделывания кукурузы на зерно» внесен посильный вклад в создание 11
районированных в разное время гибридов и внесенных в Госреестр селекционных достижений.
Это оказалось возможным благодаря сотрудничеству с учреждениями, работавшими по программе ТОС «Север» и другими учреждениями страны. В настоящее время ведется промышленное семеноводство гибридов Коллективный 172 MB, Кинбел 144 СВ и Кинбел 181 СВ (Терентьев Е.Г. и др., 2001).
Подбор гибридов для выращивания на зерно и высокопитательный силос
Кукуруза является важнейшей в мировом земледелии культурой, обеспечивающей высокие сборы зерна, широко используемого на продовольственные, кормовые и технические цели.
В условиях интенсификации производства гибриды выступают как самостоятельные факторы повышения урожайности, но раскрыть свой потенциал продуктивности они могут только при высокой агротехнике (оптимальная плотность посева, повышенные дозы удобрений, правильный режим орошения, эффективные средства защиты растений от сорняков, вредителей, болезней и др.) (Вербицкая Н.М., 1988).
Кукуруза, как зерновая культура, в мировом зерновом балансе после риса и пшеницы занимает третье место. В России же кукуруза наиболее широко используется в посевах на силос.
В нашей стране кукурузу не зря называли «королевой» полей. Трудно себе представить производство животноводческой продукции на должном уровне без использования кукурузного силоса при кормлении крупного скота, а в свиноводстве и птицеводстве без кукурузного зерна. Кукуруза является лучшей силосной культурой, так как отличается самым благоприятным соотношением питательных веществ, хорошо силосуется (Сотченко B.C., 2005).
Что касается Поволжья, где частые засухи, возделывание кукурузы также перспективно. Ещё Н.М. Тулайков отмечал, «... что в годы тяжёлых засух и полной почти гибели яровых хлебов, как это было в 1911, 1921 и 1924 гг., кукуруза дает сравнительно высокие урожаи зерна, позволяя тем самым в значительной мере исправить тяжелое положение в хозяйстве ....» (Тулайков Н.М., 1925).
В недалеком прошлом (1986-1990) общая площадь посева кукурузы в стране составляла 11 млн. га, из них 1,1-1,4 млн. га. посевы на зерно, сегодня не более 700 тыс. га, что абсолютно не соответствует возможностям и потребностям. Если сокращение посевов на силос объясняется тем, что мало скота и не требуется много силоса, то в отношении зерновой кукурузы это объяснение не приемлемо, так как зерна кукурузы на фуражные цели не хватало как раньше, так и сейчас (Сотченко B.C., Мусорина Л.И., 2000).
Урожайность кукурузы в специализированных зонах производства зерна достигает выше 100 ц/га, а рекордный уровень - выше 200 ц/га (Вербицкая Н.М., 1983).
По данным СМ. Крамарева (1999), в США производство зерна кукурузы сначала росло за счёт расширения посевов и роста урожайности, а в последние годы - только за счёт повышения урожайности, которая в 1930-1939 гг. составила 15,2 ц/га, в 1940-1944 гг. - 20,2, в 1950-1954 гг. -24,4, в 1960-1964 гг. -39,3, в 1970-1974 гг. - 52,8, в 1980 г. - 57,1, в 1982г.- 68,6, в 1990г. - 74,8, в 1992г. - 82,5, в 1993г. - 63,2 ц/га.
Кукуруза является основной зернофуражной культурой не только в США, но и во многих странах мира: Италии, Франции, Болгарии, Венгрии, Румынии и районах, где позволяют климатические условия, она обеспечивает максимальный выход зерна и энергии в расчете на единицу площади (Циков B.C., 1984).
В Среднем Поволжье кукуруза стала вводится в конце XIX столетия как высокозасухоустойчивое растение после жестоких засух 1881 и 1891 годов. Как отмечал О.О. Горбатовский (1984) в своей книге «Руководство к возделыванию кукурузы»: «... ни один злак не может конкурировать по урожаю с кукурузой, но лишь одно просо может дать такое количества зерна, какое получают от кукурузы, но урожаи последнего отличаются непостоянством и достигаются при посеве его по пласту».
Однако и в начале XX века кукуруза по-прежнему не получила широкого распространения. В этот период проводятся исследования с кукурузой на Безенчукской опытной станции (Бомбин Д.А., 1978), где и были созданы местные сорта Безенчукская жёлтая №41 и Уфимская белая №42 с высотой растений 100-140 см и продолжительностью вегетации 100-106 дней (Кронберг К.К., 1930). Позже здесь были созданы гибриды (Гибридная Б-100), которые значительно превзошли по урожайности ранее возделываемые сорта (Рябов И.Е., 1955; Киреев В.Н. и др., 1985). И в настоящее время здесь успешно ведётся селекционная работа (Самарский НИИСХ), создаются местные линии, лучшие из которых становятся основой для выведения раннеспелых и среднеранних гибридов с ФАО 150-130 (Чуданов И.А., 1990; Ерохин Г.А. и др., 1993).
Сегодня для всех зон кукурузосеяния имеются гибриды для возделывания как на силос, так и на зерно. Планируется за 2005-2009 гг. передать на государственное сортоиспытание 43 новых гибрида. Они должны отвечать требованиям производства по уровню продуктивности, устойчивости к вредителям и болезням, холодо- и засухоустойчивости, экономической эффективности в семеноводстве (Сотченко B.C., 2005).
Основная часть гибридов кукурузы, возделываемых у нас в стране и мире, созданы с участием небольшого количества элитных линий. Это подтверждают Б.П. Гурьев, И.А. Гурьева (1990) и другие селекционеры.
Снижение гибридности семян кукурузы до 80%, как правило, приводит не только к снижению урожая зерна на 10-12%, но и к меньшей технологичности гибридов за счёт их гетерогенности (Воронин А.Н., Сокорев Н.С., Авраменко П.М., Самущенко Н.Д., Журба Г.М., 2004).
Агроклиматические ресурсы лесостепи Среднего Поволжья и Самарской области
Максимальная реализация потенциала культуры при возделывании в каком-либо регионе невозможна без учёта всех агроклиматических условий и особенностей зоны возделывания. Большую специфику в этом отношении представляет Среднее Поволжье, захватывающее лесостепную и чернозёмно-степную зоны Юго-Востока. Лесостепная зона охватывает северную часть Самарской области, а с севера Татарстана и Башкортостана. Чернозёмная степь занимает южную половину Самарской области и северные районы Саратовского Заволжья по р. Иргиз.
Характеристику зональных условий Среднего Поволжья лучше всего рассмотреть на примере Самарской области, где зональные условия наиболее дифференцированы. Она расположена в глубине Европейского материка, в среднем течении реки Волги и занимает площадь 53,6 тыс. км2, простираясь с севера на юг на 335 км, с запада на восток - на 315 км (Захаров А.С., 1971; Лобов Г.Г., 1985). Границы области определяются координатами 51 47 и 54 4 Г северной широты и 4755 и 52 35 восточной долготы от Гринвича. Река Волга делит территорию области на две неравные части - правобережную (меньшую) - Предволжье и левобережную- Заволжье, занимающую 90% всей площади и заметно отличающуюся по рельефу.
Правобережье составляет Приволжская возвышенность, рассеченная глубокими речными долинами, балками и оврагами. В левобережной части рельеф представлен асимметрично построенными водоразделами (Каштанов А.Н., 1983; ЧудилинГ.И., 1997). Пространство представляет открытые степные равнины, лежащие на высоте 75-100 м над уровнем моря с наклоном в сторону рек, к которым опускаются слабозаметными уступами. Местами они пересекаются балками и лощинами (Мильков Ф.Н., 1953; Ступишин А.В., 1964; Юрыгина В.В., 1968).
Высокая распаханность земель (75...85%), ярко выраженный рельеф и климатические особенности области способствуют активизации водной и ветровой эрозии. Из общей площади сельскохозяйственных угодий водной эрозии подвержено 1,28 млн. га или 32,4%, ветровой - 59,8 тыс. га или 15,1% (Казаков Г.И., 1997).
Климат области отличается высокими температурами воздуха летом и низкими зимой. Средняя температура наиболее теплого месяца (июль)+19...22С, самого холодного (январь) - 13,5...14,0С. Абсолютный максимум достигает +40С летом и -47С зимой, разность при этом достигает 90С. Длительность зимы составляет пять месяцев. Для нее характерно сочетание низких температур с сильными ветрами. Глубина снежного покрова на западе и северо-востоке области 46...52 см, на юге максимальная 22 см. Снег медленно накапливается с осени и быстро тает весной.
Сумма активных температур (выше +10С) колеблется от 2200С на севере области и до 2600С на юге, что вполне обеспечивает выращивание здесь основных зерновых и овощных культур (Юрыгина В.В., 1968; Чуданов И.А., Кучер В.Г., 1986). Последние заморозки весной наблюдаются в первой - второй декаде мая, а первые заморозки осенью начинаются во второй декаде сентября на севере области, и в третьей декаде на остальной территории. В отдельные годы наблюдаются значительные отклонения от средних норм.
Переход среднесуточной температуры воздуха через +10С отмечается 2...5 мая. С этого времени устанавливается теплый период года, который длится 135... 140 дней на севере области и 145... 150 дней на большой части её территории. Однако в некоторые годы этот период может уменьшаться за счёт поздних весенних заморозков. Продолжительность теплого периода в долине реки Волга и близ водохранилищ может увеличиваться на несколько дней. Здесь сказывается влияние водоёма, выполняющего роль аккумулятора большого запаса тепла (Никифоров А.Г., 1951; Агроклиматические ресурсы Куйбышевской области, 1968; Подскочий И.И., 1981; Чуданов И.А., Кучер В.Г., 1986).
Атмосферные осадки распределяются неравномерно как по годам, так и по отдельным его периодам. Количество осадков за год колеблется от 280...300 мм на юге и до 450...600 мм на севере области. При нормальном распределении наибольшее количество осадков выпадает в тёплый период года. Большинство летних осадков приходится на вторую половину лета, весной и в начале лета их значительно меньше. В отдельные годы дожди могут не выпадать 40...45 дней и более. Обостряют ситуацию пыльные бури, суховеи и частые засухи. В среднем на каждые три благоприятных по увлажнению года приходится один засушливый (Белозёрова А.Г., Федорова Н.П., 1951).
Почвенный покров Самарской области подчинен строгой широтной зональности, обусловленной постоянным изменением климатических факторов с севера на юг (Лобов Г.Г., 1985; Прохорова Н.В., Матвеев Н.М., 1996). В пределах лесостепной зоны чередуются ареалы серых лесных почв, оподзоленных, выщелоченных и типичных чернозёмов. В переходной зоне наряду с обыкновенными и типичными чернозёмами встречаются почвы лесного типа, выщелоченный чернозём. В южной зоне вместе с обыкновенными, южными чернозёмами и темно-каштановыми почвами встречаются солонцы (Разумова М.М., 1964).
Фенологические наблюдения и продолжительность межфазовых периодов
Интенсивность прохождения фенологических фаз, продолжительность межфазных периодов в значительной мере связаны с абиотическими факторами и, прежде всего, с погодными условиями (Лупашку М.Ф., 1988). Существенное влияние оказывают и условия выращивания.
При этом все факторы действуют на растение в комплексе (Томашевский Д.Ф., 1970). Однако, следует заметить, что в разные фазы развития значение перечисленных факторов неодинаково. Так, в период посев - всходы растения прежде всего реагируют на температурный режим и влагообеспеченность почвы; при выметывании - на достаточное содержание почвенной влаги, высокий уровень минерального питания, оптимальный температурный режим воздуха; к молочно-восковой спелости - на оптимальное сочетание всех факторов жизни.
Обширный ареал распространения кукурузы с различными почвенно-климатическими условиями, а также селекция (для использования кукурузы на зерно, силос и др.) привели к исключительно большому разнообразию ее форм. Необходимость приспособления растений ко всем этим условиям возделывания обусловили в первую очередь селекцию на продолжительность периода вегетации. В большинстве районов, так называемой зоны или пояса кукурузосеяния, длина периода от посева до созревания колеблется от 115 до 150 дней и более. Продвижение посевов кукурузы в районы, где более суровые климатические условия, особенно температурный режим, привело к необходимости выведения сортов и гибридов с более короткими сроками вегетации.
Многие исследователи указывают на относительную устойчивость длины периода вегетации у сортов и гибридов. Однако, как и у других культурных растений, в зависимости от районов выращивания у них может изменяться длина периода вегетации, ускоряться или замедлятся темпы развития и сроки созревания.
Таким образом, длина периода вегетации у растений кукурузы может изменяться под влиянием различных факторов. Однако соотношение между группами по скороспелости в самых различных условиях не изменяется.
Сорта и гибриды устойчиво занимают свои места в группах по скороспелости. На эту особенность указывал ещё Н.Н. Кулешов, ссылаясь на труды опытной станции в Миннесоте (США) и свои наблюдения. Автор делает вывод, что в целом у различных гибридов кукурузы сохраняются группы спелости, независимо от зоны, в которой проводили испытание, хотя абсолютная длина периода вегетации изменялась в соответствии с экологическими и почвенно-климатическими условиями.
В опыте нами проведены наблюдения за продолжительностью вегетационного и межфазных периодов у раннеспелых гибридов кукурузы, на разных уровнях минерального питания с применением бактериальных препаратов мизорин и флавобактерин.
Несмотря на различные погодные условия, которые складывались в годы проведения опытов, и календарные сроки начала полевых работ, можно выявить некоторые основные особенности фенологии, которые характеризуют изучаемые варианты.
Посев в 2003-2005 гг. удалось провести 23,26 и 17 мая, соответственно (табл. 3.1.,3.2.,3.3.). Появление всходов в 2003-2005 гг. происходило в среднем на 8-11 день после посева. Полные всходы в 2003 году наблюдались 2 июня, в 2004 году 4 июня, а в 2005 году 25 мая, и продолжительность периода посев -всходы не зависела от особенностей гибрида и вариантов опыта, а определялась влажностью почвы и условиями температурного режима на данный период развития растений.
На различных этапах развития растений уровни минерального питания, применение бактериальных удобрений и размещение в звене севооборота с сидеральным и занятым паром не оказали существенного влияния на рост и развитие гибридов, продолжительность периода всходы- появление 3 и 7 листа, а определялась, главным образом, погодными условиями. Так, появление 7 листа у обоих гибридов в 2003 году произошло 2 июля, в 2004 году - 26 июня, и в 2005 году - 13 июня. Средняя температура воздуха в этот период (июнь) была высокой (особенно в 2004 и 2005 гг.), что и способствовало достаточно быстрому прохождению гибридами данного периода развития.
Дальнейшая вегетация растений была также тесно связана с погодными условиями, которые в значительной мере оказали воздействие на развитие изучаемых гибридов, ускоряя, или замедляя их физиологические процессы.
Продуктивность посевов при уборке на силос
Кукуруза, как и всякая другая сельскохозяйственная культура, формирует урожай и накапливает в нем хозяйственно-ценную часть в результате сложных физиолого-биохимических процессов поглощения, активной утилизации ресурсов внешней среды - энергии света, воды, элементов питания и пр. По мнению Дж. Ацци (1959), урожайность отражает и интегрирует действие всех факторов, участвующих в физиологических процессах во время роста и развития растений. Поэтому очень важен учет положительного или отрицательного влияния их на растение с тем, чтобы оптимизировать процессы онтогенеза на этапах формирования фотосинтетического аппарата, корневой системы и других адаптивных структур растения.
В своих исследованиях мы сосредоточили внимание на анализе влияния и взаимовлияния на формирование урожая нескольких важных факторов: потенциальной продуктивности гибридов, уровня минерального питания, применения бактериальных препаратов мизорин и флавобактерин увязывая их с агроклиматическими условиями. Считаем, что такой подход к решению задачи является одним из условий разработки эффективных способов управления процессом формирования урожая кукурузы.
Оценка силосной продуктивности гибридов проводится по величине урожая зеленой массы и выходу сухого вещества. Проведенными исследованиями выявлено, что урожайность кукурузы в 2003 голу была наиболее высокой, и что более позднеспелый гибрид Кинбел 181 СВ имеет урожайность силосной массы выше, чем раннеспелый - Кинбел 144 СВ. Максимальная урожайность силосной массы у гибридов формировалась в звене с сидеральным паром и при обработке бактериальным препаратом - мизорин. Так, на контроле урожай силосной массы составил у гибрида Кинбел 181 СВ 31,66 т/га, а у гибрида Кинбел 144 СВ - 29,46 т/га (сидеральный пар) (табл. 4.1; прил. 26,27).
Внесение минеральных удобрений повышает урожайность силосной массы, но по- прежнему сохраняются преимущества гибрида Кинбел 181 СВ. На первом уровне минерального питания его урожай составил - 40,09 т/га, а у гибрида Кинбел 144 - 37,99 т/га. На втором уровне минерального питания (фон 2) урожайность посевов повысилась и составила у гибрида Кинбел 181 СВ - 47,08, а у гибрида Кинбел 144 СВ - 44,03 т/га соответственно, причем более позднеспелый гибрид Кинбел 181 СВ был более отзывчив на обработку семян бактериальным препаратом - мизорин, чем флавобактерином.
Варианты посевов гибридов в севообороте с сидеральным паром были урожайнее, чем варианты с занятым паром, в среднем на 1,26...2,81 т/га у гибрида Кинбел 144СВ,ина 1,12...2,57 т/га у гибрида Кинбел 181 СВ.
В среднем за 2003-2005 гг. максимальный уровень урожайности по обоим гибридам был достигнут в варианте с сидеральным паром, на втором уровне минерального питания, при обработке семян препаратом - мизорин и составил у гибрида Кинбел 144 СВ 44,03 т/га и у гибрида Кинбел 181 СВ 47,08 т/га.
Погодные условия во взаимодействии с изучаемыми факторами также оказали немаловажное влияние на уровень урожайности силосной массы гибридов кукурузы.
Величина сбора сухого вещества, зависит от уровня урожая силосной массы но и в значительной степени определяется содержанием сухого вещества. За счет последнего раннеспелый гибрид - Кинбел 144 СВ закономерно обеспечивает сбор сухого вещества выше, чем более позднеспелый гибрид - Кинбел 181 СВ (прил. 28,29). У этого гибрида быстрее формируется листовая ассимиляционная поверхность и накопление сухого вещества происходит более интенсивно. Максимальный сбор сухого вещества 14,05 т/га гибрид Кинбел 144 СВ обеспечивает при обработке мизорином на фоне 2 и при размещении в севообороте с сидеральным паром (табл. 4.2).
Таким образом, погодные условия во взаимодействии с изучаемыми факторами оказывают непосредственное влияние на уровень урожайности силосной массы гибридов кукурузы и величину сбора сухого вещества. Применение бактериальных препаратов - мизорин и флавобактерин способствует росту урожая силосной массы и сбору сухого вещества, мизорин сильнее повышает урожай и сбор сухого вещества.
