FORMATION OF AGROPHYTOCENOSIS AND CORN PRODUCTIVITY IN FOREST-STEPPE CONDITIONS OF THE MIDDLE VOLGA REGION

Full Text

Кукуруза является одной из важнейших сельскохозяйственных культур мирового земледелия. Посевы культуры имеют широкое распространение и в Самарской области. Это высокоурожайная культура разностороннего использования. Её зерно является ценным составляющим комбикормов для всех видов как животных, так и птицы [1, 3, 4]. Однако, в последние годы благодаря внедрению раннеспелых гибридов и применению гербицидов, технология ее возделывания существенно изменилась, и теперь кукурузу в своём большинстве выращивают на зерно и относят к зерновым [5, 6]. В последние годы площадь возделывания кукурузы в Самарской области значительно увеличилась и составляет около 40 тыс. га, из которых 90% убирается на зерно. При этом кукуруза относится к типу интенсивных культур с высоким потреблением питательных веществ. Главная роль в увеличении эффективности земледелия состоит в создании оптимального уровня питания растений. Удобрения представляют собой одно из быстродействующих средств для формирования максимально высоких и стабильных урожаев всех культур [2, 7, 8]. Современные высокопродуктивные гибриды отличаются более интенсивным обменом веществ, что требует достаточной обеспеченности всеми элементами питания, в том числе и микроэлементами [5, 9]. Поэтому, исследования, посвященные изучению применения системы микроудобрительных препаратов на разных уровнях минерального питания, являются весьма актуальными для конкретных почвенно-климатических условий. Цель исследований - совершенствование приемов возделывания гибридов кукурузы на зерно при внесении удобрений на планируемую урожайность с использованием системы применения стимулирующих препаратов в период вегетации. Задачи исследований - дать оценку особенностям роста, развития гибридов кукурузы при применении удобрений и системы стимулирующих препаратов; определить потенциал продуктивности гибридов кукурузы при внесении удобрений на запланированную урожайность; дать оценку величины урожая гибридов кукурузы при разных планируемых уровнях минерального питания и приёмах применения стимулирующих препаратов Мегамикс. Схема трёхфакторного опыта предусматривала: 1. Два уровня минерального питания: 7,0 (фон 1); 9,0 т/га (фон 2) (А); 2. Система возделывания (В): 2.1. Без обработки (Контроль); 2.2. Мегамикс: 2.2.1. Мегамикс Профи 1 л/га - фаза шестого листа; 2.2.2. Мегамикс Цинк 1 л/га - фаза выметывания; 2.2.3. Мегамикс Азот 1 л/га - фаза выход нитей початка; 3. Гибриды кукурузы (С): 3.1. Лаймс ЕС; 3.2. ЕС Сириус; 3.3. Аальвито; 3.4. Си Телиас; 3.5. Компетенс; 3.6. Амарок. В опыте использовались следующие гибриды: Лаймс ЕС. Оригинатор Euralis Semences. Гибрид, предназначенный для ранних посевов, ФАО 200. Тип зерна кремнисто-зубовидный. Несмотря на теплолюбивость кукурузы этот гибрид отлично переносит низкие температуры. Способен формировать урожайность до 135 ц/га. Кроме отменной холодостойкости, хорошо устойчив к возбудителям головни, фузариоза, гельминтоспориоза [10]. ЕС Сирриус. Оригинатор Euralis Semences. Среднеранний гибрид. Тип зерна кремнисто-зубовидный. Отлично переносит низкие температуры. Использование раннего посева позволит максимально эффективно использовать весенне-зимние запасы влаги из грунта. Сириус с ФАО 200 способен формировать урожайность до 130 ц/га. Обладает хорошей устойчивостью к полеганию, адаптирован к засушливым условиям, содержит большое количество крахмала (75%). Аальвито. Оригинатор LimaGrain. Среднеранний, ФАО 210. Тип зерна кремнисто-зубовидный. Гибрид с высоким потенциалом урожайности зерна. Характерна быстрая отдача влаги перед уборкой в сравнении с другими гибридами этой группы спелости. Хорошо ведет себя в стрессовых условиях. Обладает высокой устойчивостью к заболеваниям. Си Телиас. Оригинатор Syngenta crop protection AG. Среднеранний гибрид кукурузы на зерно, силос и крупу. ФАО 220. Тип зерна кремнисто-зубовидный. Имеет высокую и стабильную урожайность, а также быстрый рост в начале вегетации. Пригоден для весеннего пересева озимых. Отлично показывает себя при использовании различных технологий выращивания. Содержание крахмала в зерне 74-76%. Компетенс. Оригинатор KWS. ФАО 200. Тип зерна кремнистый. Потенциал урожайности зерна 130 ц/га. Адаптивен к холодным условиям ранней весны. Хорошая толерантность к жаре и засухе. Высокий потенциал урожайности, отличная пластичность. Амарок. Оригинатор KWS. Среднеранний трёхлинейный гибрид с ФАО 230. Тип зерна кремнистый. Пластичный гибрид с быстрым стартовым ростом на ранних этапах развития. Обладает высокой холодоустойчивостью, подходит для раннего посева [11]. В опыте в системе обработки препаратами по вегетации использовались следующие препараты: Мегамикс Профи. Удобрение с высоким содержанием микроэлементов для предпосевной обработки семян и некорневых подкормок, устраняет недостаток микроэлементов, стимулирует азотфиксацию, фотосинтез и ростовые процессы, способствует повышению урожайности и качеству сельскохозяйственной продукции. В его состав входят следующие микроэлементы, г/л: B - 1,7, Cu - 12, Zn - 11, Mn - 2,5, Fe - 2,0, Mo - 1,7, Co - 0,5, Se - 0,06; макроэлементы, г/л: N - 2,5, S - 25, Mg - 17. Мегамикс Сера. Устраняет дефицит серы в отдельные фазы развития при низком содержании серы в почве или ее недоступности, а также при повышенной потребности в данном элементе или при больших дозах азота. Интенсификация азотного обмена сопряжена не только с доступностью азота и серы как строительного материала, но и с повышенной потребностью в энергии и углеводах, для чего в Мегамикс Сера содержится ряд дополнительных элементов питания, таких как: SO3 - 500 г/л, K2O - 26 г/л, MgO - 25 г/л, N - 4,2 г/л, Mo - 0,14 г/л. Мегамикс Азот. Это жидкое минеральное удобрение для некорневой подкормки с богатым содержанием микроэлементов и азота. Это уникальный препарат, в котором азот находится в усвояемой форме для листьев культуры. Микроэлементы, имеющиеся в составе этого удобрения, помогают растению лучше усваивать азот и оказывают общее положительное действие. Содержит микроэлементы, г/л: В - 0,8, Cu - 2,5, Zn - 2,5, Mn - 1,0, Fe - 1,0, Mo - 0,6, Co - 0,12, Se - 0,06; макроэлементы, г/л: N - 116, S - 8, Mg - 6 [12]. Материал и методы исследований. Вариантов опыта 24, повторность 4-х кратная, расположение систематическое. Площадь под опытом 0,4 га. Исследования проводились по единой общепринятой методике. Экспериментальная работа выполнялась с учетом методики полевого опыта Б. А. Доспехова (1985) [13]. Определялись следующие показатели: густота стояния растений, полнота всходов и сохранность к уборке, динамика прироста надземной массы и сухого вещества, урожайность. Агротехника опыта включала лущение стерни, внесение удобрений, вспашку на глубину 30-32 см, весеннее боронование зяби, внесение удобрений, предпосевную культивацию на глубину 5-6 см, посев, междурядную культивацию в фазе 2 листа, применение микроудобрительных смесей, обработку посевов гербицидом в фазе 4-5 листа (Стелар + Даш). Посев производился на глубину 5-6 см сеялкой УПС-8 широкорядным способом с междурядьями 70 см. Норма высева 70 тыс. всхожих семян на гектар, что обеспечило оптимальную густоту стояния при высокой полевой всхожести. После посева поле прикатывалось кольчато-шпоровыми катками ККШ-6. Уборка проводилась поделяночно в фазу полной спелости. Расчетные нормы удобрений вносили разбросным способом под основную обработку почвы в виде диаммофоса и аммиачной селитры. Расчет норм внесения минеральных удобрений производился балансовым методом на запланированный урожай кукурузы 7,0 т/га - N100P140K140, 9,0 т/га - N166P165K165. Проведена статистическая обработка данных урожая по Б. А. Доспехову [13]. Результаты исследований. Средняя температура воздуха в мае 2020 г. составила 15,60С, что немного выше среднемноголетних показателей (14,00С). Осадков было в 2 раза меньше среднемноголетних значений - 17,6 мм. Наиболее дождливой была вторая декада (12,0 мм). В период посева семян кукурузы сложились благоприятные условия, всходы были быстрые и дружные. Июнь по температурным условиям был близок к норме (18,40С) с суммой осадков 48,3 мм, что на 9,3 мм выше среднемноголетних значений. Особенно дождливой была первая декада - 45,2 мм, вторая декада характеризовалась отсутствием осадков (0,3 мм), а в третью их выпало лишь 2,8 мм. В это время у кукурузы происходит активный прирост надземной массы, формируется мощная корневая система, которая участвует в формировании будущего урожая. Температурные условия июля были выше нормативных показателей на 3,40С. Осадков же выпало немного - 24,6 мм, их максимальное количество пришлось на третью декаду - 15,9 мм. Температура августа была в пределах нормы - 18,90С. Выпавшие осадки также были обильные, их выпало 43,0 мм, что внесло немалый вклад в будущий урожай. Дефицит влаги в этот критический период может привести к снижению урожайности кукурузы. Средняя температура воздуха в конце вегетации (сентябрь) составила 12,80С, что в пределах нормы. Осадков было 27,0 мм, что почти в два раза ниже нормы. Май 2021 года был теплее обычного - 22,30С, осадков было совсем немного - 20,8 мм - при норме 33,0 мм. Осадки 3 декады (17,9 мм) способствовали получению быстрых и дружных всходов. Июнь был тёплым и дождливым. Среднесуточная температура была выше нормы, осадков выпало 72,3 мм, из них 34,5 и 34,1 мм в первую и вторую декаду, соответственно. Выпавшие осадки позволили компенсировать недостаток влаги, благодаря чему развитие растений было достаточно интенсивным. Средняя температура июля составила 23,50С, осадков выпало немного - 17,7 мм, что чуть ниже нормы. В первой и второй декадах установилась жаркая сухая погода, которая существенно повлияла на качество опыления культуры. Август оказался стрессовым, осадки практически отсутствовали - 0,6 мм, а температура была выше среднемноголетней и составила 24,80С. Неравномерные осадки в данный критический период, как правило, приводят к снижению урожайности. Осадки первой декады сентября (31,0 мм) способствовали повышению качества семян гибридов кукурузы. Вторая декада оказалась засушливой, что привело к быстрой отдаче влаги початками. Среднесуточная температура была немного выше нормы и составила 24,80 С. В целом погодные условия 2020-2021 гг. можно охарактеризовать как неблагоприятные для роста и развития кукурузы. В 2020 г. посев был 15 мая, в 2021 г. - 12 мая. Период вегетации исследуемых гибридов в 2020 г. составил 120-125 дней на фоне 1 и 125-132 дня - на фоне 2. В 2021 г. это было 111-114 дней и 114-120 дней, соответственно. Отмечено удлинение межфазных периодов в связи с увеличением доз вносимых удобрений. Густота стояния растений в фазе всходов на фоне 1 находилась в пределах 66,6-67,9 тыс. шт. на 1 га, с лучшими показателями на делянках гибридов Компетенс и Амарок. При внесении удобрений на планируемую урожайность 9 т/га показатели увеличивались на 1,2-1,9% и составили 67,7-68,7 тыс. га на 1 га с сохранением тех же закономерностей (рис. 1). Рис. 1. Густота стояния и полнота всходов растений кукурузы при внесении удобрений на планируемую урожайность, 2020-2021 гг. Полнота всходов кукурузы за 2 года была на достаточно высоком уровне и составила 95,1-98,2%. Повышенные дозы удобрений увеличивали данный показатель на 1,2-2,0%. Следует отметить, что лучшим по всем вариантам опыта был гибрид компании KWS - Амарок с ФАО 230. В связи с большим количеством доступной влаги в почве высокие дозы удобрений положительно повлияли и на остальные изучаемые гибриды. Проявилась четкая зависимость увеличения всхожести семян от количества вносимых минеральных удобрений на планируемую урожайность. Ко времени уборки культуры густота стояния на контроле находилась в пределах 53,0-55,3 тыс. шт. растений на 1 га при внесении удобрений на 7 т/га и 56,0-57,0 тыс. шт. на втором планируемом уровне (табл. 1). Улучшение пищевого режима влияло больше нежели обработка препаратами Мегамикс. Так, применение микроудобрительных смесей по вегетации увеличивало данный показатель в среднем по вариантам на 2,0 %, тогда как внесение минеральных удобрений - на 3,5 %. Таблица 1 Густота стояния и сохранность растений кукурузы при внесении удобрений на планируемую урожайность, 2020-2021 гг. Гибрид Количество растений к уборке, тыс. шт./га Сохранность растений, % фон 1 фон 2 фон 1 фон 2 Контроль (без обработки) Лаймс ЕС 53,0 56,0 79,6 82,4 ЕС Сирриус 53,9 55,1 80,9 81,5 Аальвито 53,8 55,5 80,4 81,9 Си Телиас 54,0 56,2 80,4 82,6 Компетенс 54,4 56,9 80,1 82,9 Амарок 55,3 57,0 81,7 83,0 Система обработки Мегамикс Лаймс ЕС 54,5 56,9 81,8 82,3 ЕС Сирриус 54,5 56,2 81,8 83,1 Аальвито 54,6 56,3 81,5 83,0 Си Телиас 55,4 57,1 82,4 83,9 Компетенс 56,1 57,3 82,6 83,5 Амарок 56,2 59,1 83,0 86,0 Сохранность растений кукурузы к моменту уборки была на довольно высоком уровне и достигла наивысшего значения на варианте с системой обработки Мегамикс у гибрида Амарок. При внесении минеральных удобрений на планируемую урожайность 7,0 т/га она составила 83,0%, на 9 т/га - 86,0%. В период вегетации растения кукурузы развивались постепенно, в зависимости от доз внесения минеральных удобрений на планируемую урожайность и системы обработки жидкими минеральными удобрениями в период вегетации. Так, лучше всего себя показали варианты, где проводилась обработка препаратами системы Мегамикс с нормой внесения удобрений на планируемую урожайность 9,0 т/га во все фазы развития растений. Здесь в среднем за 2 года в фазу 7 листа растения были высотой 126,7-135,6 см, достигая 198,5-212,2 см к фазе молочно-восковой спелости. Самым высоким был гибрид Амарок. Следует отметить, что в условиях вегетации 2020-2021 гг. все исследуемые гибриды сформировали достаточно высокие растения. Этому способствовали хорошая обеспеченность влагой в первой половине вегетации и благоприятный температурный режим. Наблюдения за приростом надземной массы кукурузы показали, что интенсивность этого процесса во многом зависит от метеорологических условий, уровня минерального питания, обработки посевов по вегетации микроудобрительными смесями. Установлено, что в начальные периоды роста и развития кукурузы прирост идет более интенсивно, а к концу вегетации интенсивность значительно снижается, что объясняется биологическими особенностями культуры. В среднем за годы исследований к фазе молочно-восковой спелости прирост надземной массы на контроле составил 3978,1-4422,9 г/м2 при внесении удобрений на 7 т/га и 3978,1-4422,9 г/м2 при внесении удобрений на 9 т/га. Применение системы стимулирующих препаратов увеличивало данный показатель до 3914,1-4360,4 и 4039,0-4509,96 г/м2, соответственно. При этом максимальный уровень имеет гибрид Амарок на фоне 2 с обработкой изучаемыми препаратами. Применение повышенных доз минеральных удобрений положительно сказывается на динамике накопления сухого вещества в растениях кукурузы. Уровень минерального питания по-разному влияет на изучаемые гибриды, но максимальную отзывчивость при обработке посевов системой Мегамикс проявил среднеранний Амарок, накопивший к молочно-восковой спелости 1417,6 г/м2 сухого вещества. Формирование урожайности в значительной степени зависит от степени развития растений, интенсивности накопления надземной массы. Известно, что на высокорослых растениях с большим количеством листьев, как правило, образуются более крупные початки с хорошо выполненным зерном. В среднем за 2020-2021 гг. на контроле урожай зерна кукурузы находился в пределах 5,13-5,71 т/га на первом планируемом уровне и 7,35-7,82 т/га - на втором (табл. 2). Таблица 2 Урожайность гибридов кукурузы, среднее за 2020-2021 гг. Гибрид Фон 1 Фон 2 Контроль (без обработки) Лаймс ЕС 5,35 7,54 ЕС Сирриус 5,25 7,35 Аальвито 5,13 7,42 Си Телиас 5,51 7,50 Компетенс 5,64 7,68 Амарок 5,71 7,82 Система обработки Мегамикс Лаймс ЕС 5,74 7,74 ЕС Сирриус 5,66 7,64 Аальвито 5,35 7,72 Си Телиас 5,96 7,71 Компетенс 6,34 8,00 Амарок 6,46 8,23 2020 г. НСР05 = 0,41: А = 0,36; В = 0,46; С = 0,35; АВ = 0,38; АС = 0,36; ВС = 0,39; 2021 г. НСР05 = 0,54: А = 0,39; В = 0,42; С = 0,37; АВ = 0,40; АС = 0,34; ВС = 0,38. Изучаемая система стимулирующих препаратов положительно влияет на урожайность кукурузы, увеличивая данный показатель на 36,2-40,9% на фоне 1 и на 26,2-35,0% на фоне 2. На фоне 2 урожайность была закономерно выше, чем на фоне 1, на 36,1-44,6% на вариантах без обработки и на 26,2-35,0% с применением системы Мегамикс. При этом наиболее отзывчивыми на изучаемые приёмы были гибриды компании KWS - ранний Компетенс и среднеранний Амарок. Максимальная урожайность была получена на фоне 2 минерального питания с обработкой посевов по вегетации культуры - 8,00 и 8,23 т/га, соответственно. Нужно отметить, что ни один из гибридов ни на первом, ни на втором планируемом уровне не достигли запланированной урожайности, что связано с неблагоприятными условиями в период вегетации. Наиболее близки к выполнению программы и на фоне 1, и на фоне 2 при системе питания Мегамикс были гибриды Компетенс и Амарок. Заключение. Получение стабильного урожая зерна кукурузы возможно только при внесении повышенных доз минеральных удобрений. Однако, необходимо также рассматривать особенности каждого отдельного гибрида, так как в различные по метеоусловиям годы только устойчивые к неблагоприятным факторам внешней среды гибриды смогут удерживать продуктивность посева. Выделяются два гибрида, которые обеспечивают устойчивый урожай зерна. Это Компетенс - 8,00 т/га и Амарок - 8,23 т/га при внесении удобрений на планируемую урожайность 9 т/га с обработкой посевов препаратами компании Мегамикс с выполнением программы на 88,8% и 91,4%, соответственно.

About the authors

Oksana P. Kozhevnikova

Samara State Agrarian University

Email: kop.78@mail.ru
Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor Ust-Kinelsky, Samara region, Russia

Vasily G. Vasin

Samara State Agrarian University

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

Alexander V. Vasin

Samara State Agrarian University

Email: vasin_av@bk.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

References

Supplementary files