INDICATORS OF CORN PHOTOSYNTHESIS CULTIVATED FOR TARGETED YIELD

Full Text

Степень продовольственной безопасности и экономической независимости Российской Федерации в значительной мере зависит от уровня интенсификации земледелия и способности удовлетворять растущие потребности населения в питании за счет производства продукции внутри страны. Кукуруза - одна из важнейших мировых зерновых культур, входящих в тройку лидеров наряду с пшеницей и рисом по посевным площадям и валовым сборам зерна. Она широко распространена благодаря высокой продуктивности и питательной ценности, а также способности адаптироваться к различным почвенно-климатическим зонам. По своему народнохозяйственному значению кукуруза считается универсальной, с широким спектром использования на продовольственные, кормовые и технические цели [1, 6, 7, 8, 9]. В современном растениеводстве удобрения - наиболее эффективные и быстродействующие средства повышения урожая и качества сельскохозяйственной продукции. Однако для стабилизации урожайности сельскохозяйственных культур необходимо применять стимуляторы, которые оказывают влияние не только на продуктивное использование подвижных форм минеральных веществ растениями, но и повышают устойчивость растений к стрессам, болезням, вредителям [2, 3, 4, 5, 10]. Цель исследований - повышение продуктивности кукурузы, выращиваемой на зерно, при внесении удобрений на планируемую урожайность при комплексном применении стимулирующих препаратов в период вегетации. Задачи исследований - дать оценку параметрам фотосинтетической деятельности гибридов кукурузы с оценкой показателей фотосинтетического потенциала и чистой продуктивности фотосинтеза; провести анализ урожайности при применении удобрений на планируемую урожайность и комплексного использования препаратов в период вегетации. Полевой опыт в 2020-2021 гг. был заложен в севообороте кафедры «Растениеводство и земледелие» Самарского ГАУ. Почва опытного участка - чернозем обыкновенный остаточно-карбонатный среднегумусный среднемощный тяжелосуглинистый, содержит органического вещества 5,7%, подвижного фосфора - 130-152 мг/кг, обменного калия - 311-324 мг/кг, легкогидролизуемого азота - 105-127 мг/кг, водородный показатель (рН) - 5,8. Агротехника общепринятая для зоны. Посев проводили пропашной сеялкой СУПН-8 пунктирным способом на глубину 5-6 см с нормой высева 70 тыс. всхожих семян на 1 га. Уборку проводили поделяночно в фазе полной спелости. Учеты урожая проводились методом уборочных площадок площадью 10 м2 в четырехкратной повторности с полным разбором структуры урожая. Определялось количество растений, масса початков, масса и влажность зерна. Урожай приводился к влажности 14 %. Материал и методы исследований. Объект исследований - гибриды кукурузы: Лаймс ЕС, ЕС Сириус, Аальвито, Си Телиас, Компетенс, Амарок. Предмет исследований - оценка параметров агрофитоценоза при применений удобрений и обработке посевов: обработка посевов препаратами компании Мегамикс (в фазах: 6 листьев - Мегамикс Профи 1,0 л/га; выметывание - Мегамикс Цинк 1,0 л/га; белая нить початков - Мегамикс Азот 1,0 л/га), обработка посевов препаратами компании Yara Vita (в фазах: 6 листьев - Грамитрел 1,0 л/га; выметывание - Агрифос 1,0 л/га; белая нить початков - Цинтрак 1,0 л/га). Удобрения вносили на планируемую урожайность 11 т/га. Диаммофоска - высокоэффективное универсальное удобрение, в состав которого входят все три основных элемента питания: азот, фосфор, калий, повышающие агрохимическую ценность удобрения. Сбалансированный состав 10:26:26 (азот, фосфор, калий) жизненно необходим для полноценного роста, цветения, формирования завязи и вызревания основных сельскохозяйственных культур. Аммиачная Селитра - концентрированное гранулированное азотное удобрение для обеспечения сельскохозяйственных растений азотом в ранневесенний период, стимулирования отрастания, активного роста и развития зелёной массы растений. Содержит аммонийный и нитратный азот в равных количествах, является универсальным и высокоэффективным минеральным удобрением. В опытах применяли препараты: Мегамикс Профи - жидкое минеральное удобрение, в состав которого входят макроэлементы (г/л): N - 2,5; мезоэлементы: Fe - 2,0; Mg - 17,0; S - 25,0; микроэлементы: B - 1,7; Cu - 12,0; Zn - 11,0; Mn - 2,5; Mo - 1,7; Co - 0,5; Se - 0,06. Мегамикс Азот - жидкое минеральное удобрение с высоким содержанием азота - 116,0(г/л); мезоэлементов: S - 8,0; Mg - 6,0; Fe - 1,0, а также микроэлементов: Cu - 2,5; Zn - 2,5; Mn - 1,0; В - 0,8; Mo - 0,6; Co - 0,12; Se - 0,06. Мегамикс Цинк - жидкое минеральное удобрение с повышенным содержанием Zn - 140,0 (г/л), а также N - 70,0 (г/л); S - 68,5 (г/л). Применяется, как правило, для некорневых подкормок культур. Грамитрел - жидкое комплексное удобрение с высокой концентрацией микроэлементов. Содержит (г/л): Mn - 150, Cu - 50, Zn - 80, также Mg - 150, MgO - 250 и азот N - 69. Агрифос - удобрение с высоким содержанием в жидкой форме фосфора - P2O5 - 430 (г/л) и калия K2O - 95 (г/л). Также с состав препарата входят микроэлементы (г/л): Cu - 15, Fe - 5, Mn - 20. Цинтрак - жидкое удобрение с максимальной концентрацией цинка 700 г/л, также содержит азот 18 г/л. В опытах использовали гибриды: Лаймс ЕС - раннеспелый трехлинейный гибрид ФАО-210. Быстрый стартовый рост обеспечивает прекрасное использование весенне-зимних запасов влаги. Масса 1000 зерен - 300 г, тип зерна кремнисто-зубовидный. Назначение - зерно, силос. ЕС Сириус - среднеранний трехлинейный гибрид ФАО-200. Высокий уровень влагоотдачи на стадии дозревания. Масса 1000 зерен - 290 г, тип зерна кремнисто-зубовидный. Назначение - зерно, силос. Аальвито - среднеранний простой гибрид ФАО-210. Быстрая отдача влаги перед уборкой. Масса 1000 зерен - 320 г, тип зерна кремнисто-зубовидный. Назначение - зерно. Си Телиас - среднеранний простой гибрид ФАО-210. Отличается высокой адаптивностью, пригоден для различных технологий выращивания, быстрый старт и раннее развитие. Масса 1000 зерен - 220 г, тип зерна промежуточный, ближе к зубовидному. Назначение - зерно, силос, крупа. Компетенс - раннеспелый простой гибрид ФАО-200. Адаптивен к холодным условиям ранней весны, хорошая толерантность к жаре и засухе. Масса 1000 зерен - 300 г, тип зерна кремнистый. Назначение -зерно. Амарок - среднеранний трехлинейный гибрид ФАО-230. Быстрый стартовый рост на ранних этапах развития, высокая холодоустойчивость, подходит для раннего посева. Масса 1000 зерен - 310 г, тип зерна кремнистый. Назначение - зерно, силос. Результаты исследований. Погодные условия 2020 года можно охарактеризовать как весьма неблагоприятные. Среднесуточная температура мая составила 15,5°С, сумма осадков 17,7 мм. В первой декаде июня выпало 45,2 мм, вторая и третья декада оказались не благоприятными из-за отсутствия осадков. Выпавшие осадки в первой декаде и низкая температура третьей декады позволили кукурузе несколько нивелировать нехватку влаги. В первой и второй декаде июля установилась жаркая сухая погода, которая существенно повлияла на развитие кукурузы. Всего осадков выпало 21,6 мм, что ниже нормы. Максимальное количество осадков пришлось на третью декаду месяца и составило 15,9 мм. Среднесуточная температура в августе составляла 19,80С, во второй декаде наблюдалось понижение среднесуточной температуры до 16,7 0С, выпало 38,7 мм. Неравномерное выпадение осадков в данный критический период приводит к снижению урожайности. Среднесуточная температура в мае 2021 года составила 20,7°С. Сумма осадков - 20,8 мм, их наибольшее количество выпало в третью декаду - 17,9 мм что способствовало быстрым и дружным всходам. В июне среднесуточная температура составила 22,9°С. Осадков выпало 72,3 мм, наибольшее их количество выпало в первую и во вторую декаду (34,5 и 34,1 мм), в следствии чего развитие агрофитоценоза кукурузы было интенсивным. Средняя температура июля составила 23,5°С, осадков выпало немного - 17,7 мм. Август оказался стрессовым, практически не было осадков (выпало 0,6 мм), температура была выше среднемноголетней 24,80С. В целом период 2020-2021 гг. можно охарактеризовать как недостаточно благоприятный для выращивания гибридов кукурузы. Однако ввиду своих биологических особенностей гибриды кукурузы смогли использовать свой потенциал, благодаря использованию влаги из глубоких слоев почвы, что обеспечило хорошую урожайность. В 2020 году фотосинтетический потенциал (ФП) посевов гибридов кукурузы составлял 2,576-3,248 млн м2/га×дней. Значение фотосинтетического потенциала в 2021 году была немного выше 3,015-3,346 млн м2/га×дней. Максимальное значение ФП было достигнуто при обработке посевов кукурузы препаратами компании Yara Vita на гибридах Амарок и Лаймс ЕС с показателями 3,248 и 3,346 млн м2/га×дней (табл. 1). Таблица 1 Фотосинтетический потенциал гибридов кукурузы при внесении удобрений на планируемую урожайность 11 т/га, 2020-2021 гг., млн м2/га×дней Обработка посевов Гибрид 2020 г. 2021 г. Среднее Среднее значение по препаратам Контроль (без обработки) Лаймс ЕС 2,794 3,275 3,035 3,014 ЕС Сириус 2,576 3,122 2,849 Аальвито 2,917 3,207 3,062 Си Телиас 2,881 3,015 2,948 Компетенс 2,984 3,073 3,029 Амарок 3,117 3,204 3,161 Обработка препаратами компании Мегамикс Лаймс ЕС 2,858 3,373 3,115 3,074 ЕС Сириус 2,679 3,157 2,918 Аальвито 2,936 3,217 3,077 Си Телиас 2,990 3,162 3,076 Компетенс 3,016 3,088 3,052 Амарок 3,162 3,251 3,207 Обработка препаратами компании Yara Vita Лаймс ЕС 2,877 3,346 3,111 3,114 ЕС Сириус 2,697 3,263 2,980 Аальвито 2,994 3,330 3,162 Си Телиас 3,024 3,108 3,066 Компетенс 3,061 3,161 3,111 Амарок 3,248 3,263 3,256 Установлено, что параметры значения фотосинтетического потенциала за два года находились в пределах от 2,849 до 3,256 млн м2/га×дней, с максимальным значением при обработке посевов препаратами компании Yara Vita на посевах гибрида Амарок - 3,256 млн м2/га×дней. Сравнивая эффективность применения препаратов видно, что на варианте без обработки посевов значение фотосинтетического потенциала составляет 3,014 млн м2/га×дней, при обработке препаратами компаний Мегамикс - 3,074 млн м2/га×дней, при обработке препаратами компании Yara Vita - 3,114 млн м2/га×дней. Применение препаратов лишь незначительно повышает ФП - от 0,06 до 0,10 млн м2/га×дней. В 2020 году показатель чистой продуктивности фотосинтеза (ЧПФ) посевов колебался от 3,651 до 4,541 г/м2×сутки, наибольшее значение наблюдалось на посевах гибрида ЕС Сириус при обработке посевов препаратами компании Yara Vita. Значение чистой продуктивности фотосинтеза в 2021 году был намного выше и составило 7,260-7,829 г/м2×сутки, с максимальным показателем на посевах гибрида Компетенс при обработке посевов препаратами компании Мегамикс (табл. 2). Таблица 2 Чистая продуктивность фотосинтеза гибридов кукурузы при внесении удобрений на планируемую урожайность 11 т/га, 2020-2021 гг., г/м2×сутки Обработка посевов Гибрид 2020 г. 2021 г. Среднее Среднее значение по препаратам Контроль (без обработки) Лаймс ЕС 3,651 7,569 5,610 5,879 ЕС Сириус 4,529 7,646 6,087 Аальвито 3,782 7,445 5,614 Си Телиас 4,068 7,750 5,909 Компетенс 4,186 7,735 5,960 Амарок 4,461 7,725 6,093 Обработка препаратами компании Мегамикс Лаймс ЕС 3,698 7,378 5,538 5,834 ЕС Сириус 4,432 7,812 6,122 Аальвито 3,868 7,260 5,564 Си Телиас 3,948 7,417 5,683 Компетенс 4,277 7,829 6,053 Амарок 4,488 7,593 6,041 Обработка препаратами компании Yara Vita Лаймс ЕС 3,690 7,363 5,526 5,779 ЕС Сириус 4,541 7,262 5,902 Аальвито 3,895 7,267 5,581 Си Телиас 3,969 7,403 5,686 Компетенс 4,306 7,568 5,937 Амарок 4,464 7,621 6,043 В среднем за два года значение ЧПФ находилось на уровне 5,526-6,122 г/м2×сутки с максимальным показателем на посевах гибрида ЕС Сириус при обработке посевов препаратами компании Мегамикс. Сравнивая эффективность применения препаратов видно, что на контроле ЧПФ составила 5,879 г/м2×сутки, при обработке посевов препаратами компании Мегамикс - 5,834 г/м2×сутки, при обработке препаратами компании Yara Vita - 5,779 г/м2×сутки, соответственно. Отмечено лишь незначительное уменьшение показателя при применении препаратов Урожайность гибридов в 2020 году находилась в пределах 8,26-9,11 т/га. Максимальной урожайности достигает гибрид Амарок при обработке посевов препаратами Мегамикс и Yara Vita с урожайностью соответственно 9,06 и 9,11 т/га с выполнением программы на 82,4 и 82,8%. В 2021 году урожайность гибридов была намного выше и составила 9,31-10,43 т/га. Максимальная урожайность 10,10 т/га наблюдалась у гибрида Амарок при обработке посевов препаратами Мегамикс с выполнением программы на 91,8%, а при обработке препаратами компаний Yara Vita - у гибридов Компетенс и Амарок с показателями 10,17 и 10,43 т/га, соответственно, с выполнением программы на 92,4 и 94,8 % (что может квалифицироваться как полное выполнение) (табл. 3). В среднем за два года урожайность гибридов составила 8,81-9,77 т/га. При обработке посевов препаратами компании Мегамикс наибольшая урожайность наблюдалась у гибридов Компетенс и Амарок - 9,35 и 9,58 т/га. При обработке препаратами Yara Vita такая же тенденция сохраняется по гибридам, но увеличивается урожайность - 9,49 и 9,77 т/га с выполнением программы 85 и 87%, 86 и 89%. Сравнивая эффективность применения препаратов видно, что на контроле (без обработки) общий уровень урожайности составил 8,96 т/га, при обработке препаратами Мегамикс - 9,24 т/га (прибавка составляет 0,28 т/га), при обработке препаратами компании Yara Vita - 9,32 т/га (прибавка составляет 0,36 т/га), что может квалифицироваться как достоверная прибавка по фактору А. Таблица 3 Урожайность гибридов кукурузы при внесении удобрений под планируемую урожайность 11 т/га, 2020-2021 гг., т/га Обработка посевов Гибрид 2020 г. 2021 г. Среднее Среднее значение по препаратам Контроль (без обработки) Лаймс ЕС 8,26 9,46 8,86 8,96 ЕС Сириус 8,30 9,32 8,81 Аальвито 8,38 9,31 8,85 Си Телиас 8,30 9,39 8,85 Компетенс 8,59 9,48 9,04 Амарок 8,83 9,83 9,33 Обработка препаратами компании Мегамикс Лаймс ЕС 8,45 9,86 9,16 9,24 ЕС Сириус 8,53 9,73 9,13 Аальвито 8,42 9,65 9,04 Си Телиас 8,45 9,84 9,15 Компетенс 8,73 9,96 9,35 Амарок 9,06 10,10 9,58 Обработка препаратами компании Yara Vita Лаймс ЕС 8,53 9,74 9,14 9,32 ЕС Сириус 8,60 9,86 9,23 Аальвито 8,53 9,80 9,17 Си Телиас 8,43 9,74 9,09 Компетенс 8,81 10,17 9,49 Амарок 9,11 10,43 9,77 2020 г. НСР05=0,41: А=0,36; В=0,46; АВ=0,38; 2021 г. НСР05=0,54: А=0,39; В=0,42; АВ=0,40. Оценивая урожайность гибридов установлено, что как по годам, так и в среднем за два года достоверную прибавку урожайности к контролю (гибрид Лаймс ЕС) обеспечивали два гибрида Компетенс и Амарок при показателе НСР05(В) 0,46 и 0,42 т/га. Заключение. Посевы гибридов кукурузы формируют высокий уровень фотосинтетического потенциала - 3,256 млн м2/га×дней. Показатель ФП возрастает при применении препаратов компании Yara Vita от 3,014 до 3,114 млн м2/га×дней. Чистая продуктивность повышается до 6,122 г/м2×сутки при обработке посевов препаратами Мегамикс. Обработка посевов кукурузы в фазе 6 листьев + выметывание + белая нить початков препаратом позволяет существенно повысить урожайность гибридов. Максимальная урожайность достигает 9,49 и 9,77 т/га при обработке гибридов Компетенс и Амарок препаратами компании Yara Vita.

About the authors

Vasily G. Vasin

Samara State Agrarian University

Email: vasin_vg@ssaa.ru
Doctor of Agricultural Sciences, Professor Ust-Kinelsky, Samara region, Russia

Denis I. Trifonov

Samara State Agrarian University

Email: trifonovdi@gmail.ru
post-graduate student Ust-Kinelsky, Samara region, Russia

Ramis N. Saniev

Samara State Agrarian University

Email: saniev.ssaa@.ru
technician of the research laboratory Ust-Kinelsky, Samara region, Russia

References

Supplementary files