Соколовська Вплив грунтово-кліматичних та агротехнічних умов на формування врожаю кукурудзяних стовпчиків з приймочками в умовах північного Степу України

summary

У   вступі   обґрунтовано   необхідність   і  актуальність   виконання роботи, її обсяг та декларація особистого внеску автора.

У літературному огляді наведено стан вивченості кукурудзи як лікарської та господарської рослини, зокрема особливості будови та формування кукурудзяних стовпчиків з приймочками, їх хімічний склад та фармакологічні якості, використання. Шляхом узагальнення даних науково-дослідних установ, виробничого досвіду та сучасних потреб обґрунтовано мету й завдання досліджень у регіоні.

УМОВИ ТА МЕТОДИКА ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДЖЕНЬ

Дослідження проводилися протягом 1999-2005 рр. на кафедрі біології Луганського національного педагогічного університету імені Тараса Шевченка (ЛНПУ), землях  Антрацитівської державної сортовипробувальної дослідної станції та біостанції ЛНПУ “Ново-Ільєнко”.

Ґрунти дослідних ділянок були представлені чорноземами звичайними, середньосуглинковими   лесоподібними  з  товщиною  гумусового шару 65-70 см, вмістом гумусу  в орному шарі ґрунту за Тюриним – 4,8-5,2 %,   гідролізованого   азоту  за Корнфілдом  – 12,3 -15,1 мг, рухомого фосфору за Мачигіним –              12,9-13,3 мг,  обмінного калію за Чириковим –  23,7-28,8 мг  на 100 г ґрунту. Реакція ґрунтового розчину нейтральна або слабколужна  (рН 7,0 -7,2). У роки проведення досліджень на обох дослідних станціях погодні умови відрізнялися від середніх багаторічних показників. 

 За ступенем зволоження  на обох дослідних станціях 2001 р. та 2004 р., а на біостанції “Ново-Ільєнко” ще й 2002 р.  були вологими. Загальна кількість опадів за вегетаційний період кукурудзи перевищувала 313,5-411,7 мм, а гідротермічний коефіцієнт   досягав 1,2-1,4.  Протягом 1999 р.  і 2002 р. на Антрацитівській дослідній станції та  2000 р. і 2003 р. – на біостанції “Ново-Ільєнко”  кількість опадів, які випадали протягом вегетації кукурудзи, була в межах середніх багаторічних і складала відповідно 243,3-251,9 мм та 236,5-274,9 мм, а коефіцієнт зволоження – 0,80-0,95. Відносно посушливими на Антрацитівській дослідній станції були 2000  та 2003 роки, коли  загальна кількість опадів за період травень – вересень  не перевищувала  189-202 мм, а коефіцієнт зволоження був у межах 0,66-0,73. Найнесприятливішими ж за рівнем зволоження були на  біостанції “Ново-Ільєнко” 1999 та 2005 роки, а на Антрацитівській дослідній станції – 2005 рік. Загальна кількість опадів протягом вегетації кукурудзи  складала біля 50 % від середньої багаторічної норми, а ГТК  не перевищував 0,3-0,4.                                                                                                  

За температурними показниками найбільш сприятливими для кукурудзи  в умовах Антрацитівської сортовипробувальної станції були 2002 та 2005 роки, коли суми ефективних температур за період її вегетації досягали 1419-1473 °С, а найменшу кількість тепла –  загальною сумою ефективних температур 1252-1268 °С –  рослини одержували в 2003 та 2004 роках. В інші роки досліджень суми ефективних температур були, приблизно, однаковими – 1340-1365 °С. 

В умовах біостанції “Ново-Ільєнко” розподіл ефективних температур за роками досліджень був дещо іншим. Максимальна кількість тепла  за період вегетації кукурудзи була зафіксована в  2005 році – 1526 °С, дещо менша – в  1999, 2001  та  2002 роках – 1437-1497 °С, а мінімальна – в 2000 р. – 1279 °С.

Польові досліди розміщували в зернових сівозмінах з прийнятим для північного Степу  чергуванням культур. Попередником кукурудзи була озима пшениця. Технологічні прийоми вирощування кукурудзи, які не вивчалися в дослідах,  були загальноприйнятими для північного Степу України.

Мінеральні добрива у вигляді аміачної селітри, суперфосфату та калійної солі нормою N₆₀Р₆₀К₃₀ вносили під весняну культивацію (дозою N₅₀Р₅₀К₃₀) та як підживлення (дозою N₁₀Р₁₀) у фазу 7-9 листків у кукурудзи, або за схемами дослідів. В інших дослідах перед сівбою кукурудзи насіння  обробляли біопрепаратами асоціативних азотфіксуючих бактерій – ризоагрином та препаратом фосформобілізуючих бактерій (ФМБ) з розрахунку 200 мл  гельної форми  та 300 мл  води на гектарну норму насіння, або відповідно до схем дослідів.

Висівали районовані й перспективні сорти та гібриди кукурудзи: зубоподібної – Луганський 287 МВ, кременистої – Славутич 109 ВС, кременисто-зубоподібної – Дніпровський 310 МВ,  цукрової – Ароматна, розлусної – Дніпровський 925, а в досліді з сортовипробуванням – відповідно до схеми досліду.

Догляд за рослинами включав до- та післясходове боронування зубовими боронами ЗБЗТУ-0,5 та дві міжрядні культивації посівів:  стрілчастими лапами з бритвами  у фазі 5-6 листків, та стрілчастими лапами з загортачами у фазі 9-10 листків у кукурудзи.

Збирання кукурудзяних стовпчиків з приймочками з дослідних ділянок під час цвітіння кукурудзи проводили вручну безпосередньо з рослин.  Для цього пучки стовпчиків з приймочками обривали руками або зрізали ножем чи ножицями з початків, попередньо злегка розгорнувши обгортки.  Збирання стовпчиків з початків кукурудзи молочного стану на харчові цілі або  твердої стиглості  у пунктах їх переробки чи  при очищенні початків  на току.

Загальними методичними правилами всіх    польових досліджень, які суворо й цілковито нами дотримувалися,  були виконання одноманітності всіх умов, крім тих, які вивчалися, типовість  дослідів  і  проведення  їх  на  спеціально   виділених       ділянках  з відомою історією, облік урожаю та вірогідність  дослідів по суті тощо.

РІСТ І РОЗВИТОК КУКУРУДЗЯНИХ СТОВПЧИКІВ З ПРИЙМОЧКАМИ ПІД ВПЛИВОМ МЕТЕОРОЛОГІЧНИХ ФАКТОРІВ

За період наших досліджень (1999-2005 рр.) сумарна кількість опадів за вегетаційний період кукурудзи відхилялась від середніх багаторічних  (242-243 мм) у бік зменшення на 101,7 мм по Дар’ївській метеорологічній станції, та на 113,0 мм – по Луганській метеорологічній станції, а в бік збільшення – на 86,3 мм та на 169,7 мм відповідно. За період від сівби до збирання кукурудзяних стовпчиків з посівів цукрової кукурудзи кількість опадів коливалася по Дар’ївській метеостанції від 120,2 мм (2005 р.) до 274,0 мм (2004 р.), а по Луганській агрометеостанції – від 109,9 мм до 290,9 мм. При збиранні кукурудзяних стовпчиків з посівів розлусної  та кременистої   кукурудзи   сумарна   кількість   опадів  змінювалася    від       141,3 мм    (2005 р.) до 329,3 мм (2001 р.), та від 129,0 мм до 411,7 мм відповідно.

У   роки  з    достатньою   забезпеченістю   вологою  й    теплом                 (2003-2004 рр.) тривалість періоду між цвітінням волоті та початків була найменшою й не перевищувала 2-3 доби, тоді як у роки з недостатньою забезпеченістю вологою й високими середньодобовими температурами повітря (2002 р., 2005 р.) – найбільшою й складала 6-7 діб.

За умов достатньої забезпеченості рослин продуктивною вологою,  навіть при високій температурі повітря (понад 28 ⁰С) тривалість періоду між цвітінням волоті й початків була в  межах двох діб. В окремі роки   (2004 р.) при оптимальних вологості ґрунту та температурі повітря розрив у цвітінні волоті й початків складав 1 добу, або цвітіння волоті й початка розпочиналося в один день.

Найбільші варіації тривалості фаз росту й розвитку рослин кукурудзи та сум активних температур спостерігалися в період сівба-сходи, що пояснюється нестійкістю метеорологічних факторів після сівби кукурудзи та різкими змінами погодних умов у цей період у роки проведення дослідів. Тоді як періоди сходи-цвітіння волоті та сходи- цвітіння початків характеризувалися незначними варіаціями показників тривалості цих періодів та сумами активних температур для сортів і гібридів усіх груп стиглості. Зокрема, якщо варіації тривалості періоду сівба-сходи складали 44-56 %, а суми активних температур – 39,5-76,9 %, то варіації тривалості періоду сходи-цвітіння жіночих суцвіть не перевищували 6,6-9,3 %, а суми активних температур за цей же період – 4,8-9,4 %.

Суттєві зміни росту й розвитку та тривалості окремих міжфазних   періодів кукурудзи під впливом метеорологічних факторів обумовлювали значні зміни врожайності кукурудзяних стовпчиків з приймочками.

У першій половині вегетації кукурудзи, при характеристиці окремих метеорологічних факторів, найбільший прямий вплив на урожайність кукурудзяних стовпчиків мали запаси продуктивної вологи, а найменшу обернену залежність – суми активних температур. Коефіцієнти кореляції між запасами продуктивної вологи в 0-70 см шарі ґрунту й врожайністю кукурудзяних стовпчиків досягали + 0,628, а  між сумами активних температур і врожайністю – - 0,503.

У другій половині вегетації кукурудзи дія всіх і окремо взятих метеорологічних    факторів   була   майже однаковою як при прямій, так і оберненій залежності. Коефіцієнти кореляції між урожайністю кукурудзяних  стовпчиків з  приймочками  і   кількістю опадів,   запасами продуктивної вологи й сумою активних температур були в межах    0,576-0,685.

Однак, як у першій, так і другій половині вегетації кукурудзи максимальна залежність врожайності кукурудзяних стовпчиків була виявлена не від дії окремих метеорологічних факторів, а від їх сукупної дії, особливо кількості опадів, запасів продуктивної вологи й суми активних температур. Причому вплив сукупної дії цих факторів посилювався в другій половині вегетації. Коефіцієнт кореляції урожайності стовпчиків з дією цих факторів складав + 0,911.

ФОРМУВАННЯ УРОЖАЮ СТОВПЧИКІВ СОРТІВ ТА ГІБРИДІВ

РІЗНИХ ПІДВИДІВ   КУКУРУДЗИ

Ріст і розвиток кукурудзяних стовпчиків різних підвидів кукурудзи. Формування кукурудзяних стовпчиків з приймочками розпочиналося в усіх підвидів кукурудзи з першої декади червня  й продовжувалося 35-40 діб з максимумом лінійних приростів на початку – середині липня – 0,6-0,9 см за добу, тоді як у червні –   0,29-0,35 см, а в серпні довжина їх зменшувалась на 0,05-0,11 см. Швидше всього довжина стовпчиків збільшувалася в кременистої та зубоподібної кукурудзи, досягаючи максимуму 27,3-27,7 см у кінці липня – на початку серпня. Тоді як у цукрової та розлусної кукурудзи середня довжина стовпчиків не перевищувала  відповідно 19,9-22,3 см. Після цвітіння та запліднення кукурудзи збільшення довжини стовпчиків різко уповільнювалося. З кінця першої – початку другої декади серпня, тобто з початку формування, наливу та молочного стану зерна, довжина стовпчиків починала зменшуватися.

У зубоподібної кукурудзи найдовшими були стовпчики з приймочками початків головного пагону, найкоротшими ті, які розвивались на пагонах першого й другого порядків.                                                                                        

Найдовшими в усіх підвидів кукурудзи  були стовпчики нижніх квіток суцвіття (30,8-27,5 см), а найкоротшими – ті, які знаходилися на верхівці суцвіття.

Динаміка наростання довжини стовпчиків з приймочками була однаковою в усіх сортів і гібридів і змінювалась  залежно від етапу органогенезу початка.

Перші дві декади червня стовпчики росли повільно, досягаючи довжини 0,9-1,5 см та 3,8-5,0 см. За цей період їх довжина збільшилась на 2,9-3,5 см і максимальною вона була у кременистої кукурудзи.

Найшвидше стовпчики росли протягом наступних 7-10 діб, коли їх довжина збільшувалась на 5,1-7,1 см. З такою інтенсивністю довжина стовпчиків збільшувалася й далі, поки вони знаходилися під листками-обгортками. Після того, як стовпчики з приймочками з’явились на поверхні початка, вони росли ще швидше й до моменту запліднення подовжувалися  ще на 5,6-7,7 см.

Збільшення періоду між цвітінням волоті та початка в усіх підвидів кукурудзи призводило до збільшення довжини кукурудзяних стовпчиків. Різниця в цвітінні волоті   та   початка   в три доби обумовлювала формування кукурудзяних стовпчиків з приймочками середньою довжиною 24 см, п’ять діб – 28 см, дванадцять діб – 36 см. За роками досліджень було виявлено, що найкращі умови для росту та розвитку кукурудзяних стовпчиків були в 2001 та 2004 роках. Серед середньостиглих сортів найбільшу довжину мали стовпчики зубоподібної кукурудзи (28,5 см). Унаслідок високої вологості повітря цього року приймочки почали підсихати на 3-5 днів пізніше за інші роки. Разом з тим, технологічні властивості сировини, напроти, були найгіршими у вологі та прохолодні роки (2001, 2004 рр.), а найкращі – у сухі та жаркі (1999, 2005 рр.).

Динаміка наростання маси стовпчиків з приймочками у сортів та гібридів кукурудзи. Зі  збільшенням довжини кукурудзяних стовпчиків співпадало й наростання маси їх сирої речовини. Наростання маси стовпчиків відбувалося до завершення фази цвітіння.

У  кременистої, зубоподібної та кременисто-зубоподібної кукурудзи протягом кінця липня – початку серпня маса сирої речовини була максимальною,  досягаючи 4,30-4,45 г з однієї рослини, тоді як у цукрової та розлусної  кукурудзи вона була максимальною  протягом середини – кінця липня й складала в середньому    7,50-8,20 г. При  подальшому розвитку кукурудзи маса сирої речовини стовпчиків з приймочками внаслідок підсихання та обламування верхівок зменшувалася.