Способы посева кукурузы на орошении для получения початков

Обновлено: 18.09.2024

Уильям Л. Кранц, специалист по орошению Северо-восточного исследовательского центра Extension Суат Ирмак, специалист в области управления водными ресурсами в сельском хозяйстве, Кафедра сельскохозяйственной инженерии и биологических систем, Симон Дж.Вон Донк, инженер водных ресурсов, специалист по орошению Западно-Центрального исследовательского центра Extension, C.Дин Йонц, инженер ирригационных систем, специалист по орошению исследовательского центра Extension, Деррел, Л. Мартин, профессор, Кафедра сельскохозяйственной инженерии и биологических систем.

В данной статье рассматриваются стратегии и цели управления поливом кукурузы. В штате Небраска земли площадью более 6,48 миллионов гектар заняты пропашными культурами — кукурузой. Примерно 3,24 миллиона из них орошаются. Кукуруза занимает примерно 70% орошаемой пашни, или 2,27 миллиона гектар. Именно поэтому, совершенствование управления орошением может существенно повлиять на качество и количество самого ценного природного ресурса штата Небраска — воды.

Взаимодействие Почва-Растение-Вода

Понимание взаимодействия между растениями и средой, окружающей их, имеет существенное значение для эффективного управления орошением. К характеристикам растения, которые важны для управления орошением, относятся потребление воды в течение вегетационного периода, ежедневная норма потребления воды, темпы роста растения, глубина корневой системы. К существенным характеристикам почвы относятся влагоемкость, степень увлажнения, а также наличие почвенных горизонтов, препятствующих проникновению корней и/или просачиванию воды. Качество и количество водных запасов также имеет значение. Основной целью управления орошением является обеспечение дополнительного объема воды, необходимого растениям, и оптимальное использование воды.

Использование воды растениями кукурузы

Эвапотранспирация (ETc) или расход влаги сельскохозяйственной культурой — это влага, образующаяся при испарении с поверхности почвы и при транспирации растений. Для кукурузы испарение в течение вегетационного периода составляет 20-30% ЕТс. Транспирация — это последняя стадия на пути движения воды из почвы по корням и стеблям в листья, с поверхности которых она испаряется в атмосферу. Приблизительно 70-80% воды, потребляемой сельскохозяйственной культурой, расходуется на транспирацию.

Ежедневное водопотребление кукурузы варьирует в зависимости от атмосферных условий:

температуры воздуха,
влажности,
солнечной радиации
скорости ветра.

При высокой температуре воздуха, низкой влажности, отсутствии облачности и сильном ветре эвапотранспирация усиливается. Высокая влажность, отсутствие облачности и слабый ветер будут способствовать снижению ЕТс. Для определения ежедневного водопотребления сельскохозяйственной культуры необходимо учитывать погодные условия и фазу развития культуры. При высокой суммарной испаряемости в начале мая эвапотранспирация будет незначительной, потому что растения кукурузы еще небольшие, с недостаточно развитой корневой системой и малой площадью поверхности листьев для транспирации.

При аналогичной суммарной испаряемости в середине июля кукуруза будет использовать максимальное количество воды, потому что корневая система растения полностью развита и площадь поверхности листьев достаточна для транспирации на уровне, соответствующем суммарной испаряемости. Это соотношение — так называемая потенциальная эвапотранспирация, отношение коэффициента культуры к суммарной испаряемости.

На потребление воды в течение вегетационного периода влияют климатические условия, фаза развития растения, плодородность почвы, наличие запасов воды и взаимодействие этих факторов. Хотя общее количество воды, используемое кукурузой, варьирует в зависимости от сезона года и местности, в целом оно будет зависеть от погодных условий и фазы развития растений кукурузы.

На рис.1 (кривая А) показано среднее многолетнее потребление воды кукурузой. При данном среднем потреблении воды показаны типичные среднесуточные уровни ЕТс за вегетационный период, полученные на основании данных за период более 10 лет.

На рис.1 (кривая Б) показаны возможные колебания значений среднесуточной ЕТс в отдельные годы. Управляющие ирригационными системами должны знать многолетнюю тенденцию и, что более важно, должны определять суточное значение ЕТс за несколько последних дней. Для определения времени орошения и необходимого объема подачи воды необходимы данные многолетней тенденции и уровня ежедневного потребления воды культурой.

В штате Небраска общее водопотребление кукурузы варьирует от 711 мм в год на юго-западе до 610 мм в год на востоке. Водопотребление зависит от погодных условий и сорта кукурузы. На сезонную ETc в наибольшей степени влияет продолжительность периода созревания определенного сорта. Например, в одном и том же районе в определенный год гибрид кукурузы с периодом созревания в 113 дней будет потреблять больше воды, чем гибрид с периодом созревания в 100 дней. Гибриды кукурузы длительного периода созревания требуют больше воды, но если они получают достаточное этими сортами, а в некоторых случаях объемы ежедневного использования воды также различны. В силу варьирования погодных условий в течение года и в отдельные годы, среднее многолетнее использование воды в сутки (кривая А) может варьироваться на ± 0,8 мм в день. Суточные колебания использования воды в определенный год (кривая Б) могут превышать 5,08 мм в день.

В связи с этим рекомендуется использование датчиков почвенной влаги и расчете ежедневного использования воды культурой с учетом погодных условий данного сельскохозяйственного сезона. Кроме того, по сравнению со средними многолетними значениями, указанными в Таблице 1, продолжительность каждой фазы роста кукурузы может различаться на ± 2 дня.

Уровень поглощения влаги корневой системой растения кукурузы зависит от глубины корневой системы. В целом, на небольшой глубине корни извлекают больше влаги.

Подача воды через подповерхностную систему капельного орошения приводит к значительному извлечению воды из более глубоких горизонтов, где расположен поливной трубопровод. Кроме того, хотя корневая система растений кукурузы достигает глубины 1,52-1,83 м, вплоть до поздней стадии вегетации при стабильном орошении эффективным считается участок корневой системы на глубине 0,91 м. Далее, при расчетах времени и объема воды последнего полива, эффективная корневая зона расширяется до глубины 1,22 м.

Обеспечение потребности кукурузы в воде

B целом, помимо воды, содержащейся в почвенном профиле, и выпадающих во время вегетационного периода эффективных осадков, дополнительная влага обеспечивается орошением. Поэтому, для определения объема воды, необходимого для орошения, используется следующее уравнение водного баланса: Эффективные осадки + Извлеченная почвенная влага — сезонное ЕТс = необходимое орошение.

Согласно средним многолетним данным, оросительная норма нетто для кукурузы на илисто-глинистых почвах юго-востока Небраски составляет около 152,4 мм в год, в центральной части Небраски — около 228,6 мм в год, а на территории Пенхэндл на северо-западе Небраски оросительная норма нетто составляет около 355,6 мм в год (Департамент природных ресурсов, 2006 г.). Эти показатели могут ежегодно варьироваться в зависимости от погодных условий (осадков, солнечной радиации, температуры воздуха, скорости ветра и относительной влажности), влияние которых на ЕТс было описано выше.

При проектировании ирригационной системы пропускная способность системы должна соответствовать уровню водопотребления сельскохозяйственной культуры (колонка 2, Таблица 1). Однако использование значений уровня водопотребления в расчете пропускной способности системы может привести к чрезмерному увеличению размеров составляющих системы.

Используя данный метод можно определить пропускную способность оросительной системы, которая будет соответствовать схеме управления орошением и позволит снизить затраты на установку и эксплуатацию оросительной системы.

Цель управления процессом орошения состоит в обеспечении дополнительного объема воды с учетом экономических и экологических последствий. Одна из причин, по которой урожайность кукурузы повышается в результате орошения, объясняется законом убывающего плодородия (т.е. по мере того, как урожайность сельскохозяйственной культуры приближается к пиковому значению, последние 25,4-50,8 мм используемой воды внесут меньший вклад в дополнительное увеличение урожайности, чем первые 25,4 мм воды). Также, поскольку подача воды оросительной системой не является эффективной на 100%, невозможно преобразовать весь используемый объем воды в ЕТс и, в конечном итоге, в зерно. Поэтому, для принятия решения об использовании последних 25,4 мм воды для орошения, управляющие должны учитывать потенциал увеличения урожайности зерна и стоимость использования воды.

Использование нескольких дополнительных миллиметров воды потенциально снизит чистую прибыль орошаемого поля из-за снижения урожайности в результате вымывания питательных веществ за пределы активной корневой зоны и снижения степени аэрации почвы. Также к стоимости производства кукурузы добавится стоимость подачи дополнительного объема воды. Для расчета стоимости подачи воды количество топлива на 101 м3/га умножается на стоимость 3,79 л топлива. Например, для подачи воды с глубины 30,48 м при давлении на выпуске насоса 3,45 бар, расход дизельного топлива составит приблизительно 7,46 л на 101 м3/га. Таким образом, стоимость подачи 25,4 мм воды в 1,97 раза превысит стоимость дизельного топлива. Если подача воды для орошения и выпадающие осадки не соответствуют потребностям ЕТс сельскохозяйственной культуры, ограниченное или дефицитное орошение может способствовать увеличению урожайности по сравнению с уровнем урожайности богарного земледелия. Однако если объем оросительной воды ниже требуемого, урожайность будет ниже, чем при поливе. В условиях нехватки водных ресурсов полив должен применяться на важных фазах роста кукурузы, например, между опылением и ранней фазой тестообразной спелости, что позволяет наиболее эффективно использовать имеющиеся водные ресурсы.

Фазы роста кукурузы

Непосредственно после посадки практически вся используемая растением влага поступает в результате испарения с поверхности почвы. Согласно расчетам, ЕТс будет составлять менее 2,54 мм в день при условии, что поверхность почвы не увлажняется с помощью орошения. После выпадения осадков уровень испарения с поверхности почвы может возрасти до более 5,1 мм в день в зависимости от механического состава почвы, наличия пожнивных остатков и количества осадков. Орошение в этот период не рекомендуется, потому что подача воды через систему дождевального орошения может способствовать образованию поверхностной корки, которая снизит уровень фильтрации воды и, в некоторых случаях, может задержать начало всходов. При значительном количестве пожнивных остатков корка образуется менее интенсивно за счет поглощения энергии капель воды, а также снижается испарение почвенной влаги за счет отражения определенного количества солнечной радиации.

Приблизительно через две недели после появления всходов растение кукурузы вырастает до 15,24 см (фаза 4-го листа). В это время из первого узлового корня начинает развиваться постоянная корневая система.

Когда растение достигает высоты 25,4-30,48 см (фаза 6-8листа), начинают формироваться метелка и початок. В этот период также формируется определенное число рядов зерен и число зерен в ряду. Индекс площади листьев (ИПЛ) для поливной кукурузы возрастает до 2,0.

Потребность в воде остается высокой на ранних репродуктивных фазах, часто на уровне от 7,6 до 8,9 мм в день вплоть до стадии восковой спелости (Таблица 1). В это время происходит рост зерен кукурузы и накопление в них сухого вещества.

На студенисто-жидкой фазе начинается замедление роста корневой системы, и до конца вегетационного периода глубина корневой системы остается практически постоянной — от 1,37 до 1,52 м. На этой фазе поступление почвенной влаги в растение достигает максимальной величины. В это время нижние листья растений вянут, но это практически не влияет на объем использования воды культурой или урожайность. Норма полива должна соответствовать объему потребления воды кукурузой минус количество осадков с учетом возможного выпадения осадков в будущем.

В фазе тестообразной спелости потребление воды растением кукурузы начинает снижаться в связи со снижением потенциальной испаряемости (более короткие дни, прохладная температура и уменьшение солнечной радиации), уменьшением площади поверхности листьев и, соответственно, транспирации, а также в связи с изменением физиологии растений по мере созревания зерен. По достижении полной восковой спелости потребление воды снижается с 7,6 мм в день до 5,08 мм в день (Таблица 1). Также в этот период продолжают увядать нижние листья. Предполагается, что глубина корневой системы в условиях полного орошения остается постоянной — приблизительно 1,37 м.

В связи со снижением потребности культуры в воде, возможно снижение уровня почвенной влаги к концу фазы восковой спелости на 50%, что не повлияет на урожайность зерна. Тем не менее, до полного созревания кукурузе необходимо определенное количество воды, поэтому следует наблюдать за уровнем водопотребления растениями кукурузы и за уровнем почвенной влаги. По мере приближения к фазе полного созревания возможно снижение содержания воды в почвенном профиле, однако, это не влияет на урожайность.

Определение момента прекращения полива является важным экономическим решением. Отмена одного цикла при системе кругового полива или однократной подачи воды при поливе по бороздам снижает стоимость производства кукурузы, связанную с подачей воды для орошения.

Управление процессом орошения

При управлении процессом орошения определяется время орошения и норма полива. Решение принимается в соответствии с имеющимися водными ресурсами, водоудерживающей и поглощающей способностью почвы, а также потребностью кукурузы в воде. Орошение в оптимальные сроки обеспечивает достаточное количество воды, предотвращая водный стресс у растений, и позволяет использовать дождевую воду и влагу в почве. Поэтому для обеспечения высокой урожайности график орошения должен учитывать все источники воды, которые могут использоваться растениями.

Кукуруза — сельскохозяйственная, универсальная, зернофуражная культура с очень высоким урожаем. Приблизительно 20 % зерен кукурузы идут на продовольственные цели, 15 % — на техническую переработку. Около двух третей зерна идет на производство комбикорма для животных.

По своим кормовым качествам и универсальности использования кукуруза превосходит абсолютно все зерновые культуры. Даже с учетом уступок пшенице по посевной площади, кукуруза среди зерновых культур по праву занимает первое место по валовому сбору зерна.

Кукуруза — однолетнее, раздельнополое растение семейства злаковых. Растет, в основном, в регионах с жарким и влажным климатом, но в настоящее время удалось научиться выращивать ее повсеместно. В России кукуруза появилась в XVII веке.

Суммарно в мире посевами кукурузы занято 117 млн. гектаров. В США наибольшая площадь посевов кукурузы на зерно занимает 25 млн. гектаров, в Индии – 6 млн., в Бразилии – 12 млн., в Аргентине – 5 млн, в Украине – 1.3 млн, а в России планируется посеять 3.1 миллионов гектаров к 2015 году.

Популярность кукурузы во всем земном шаре объясняется несколькими причинами:

Пластичность
Продуктивность
Широкий диапазон использования

Листья от первого до третьего появляются через 1-2 дня, а от третьего и последующие — через 3-6 дней. В фазе 3-4 листьев у кукурузы формируется первый ярус узловых корней, в фазе 5-6 листьев - второй, в фазе 7-8 листьев — третий и т. д. С появлением каждой пары новых листьев образуется ярус узловых корней. Узловые корни достигают глубины 3-4 м и распространяются в стороны до 120-150 см. Из нижних надземных узлов образуются воздушные корни, играющие роль опоры и способствующие дополнительному питанию.

Продолжительность вегетационного периода, возделываемых у нас сортов и гибридов 90 - 140 дней. Решающее значение для получения высоких урожаев кукурузы имеет оптимальное сочетание факторов - почвенное плодородие – вода - тепло и свет.

Кукуруза является теплолюбивым растением. Семена прорастают при температуре от 10 до 12 градусов, а оптимальной температурой станет 22-24°С.

Всходы растения довольно чувствительны к ранним весенним заморозкам. На урожае кукурузы может серьезно сказаться высокая температура воздуха, в случае низкой его влажности во время цветения растения. При температуре в 32-35 градусов и относительной влажности воздуха ниже 30 % ростки пыльца быстро высохнет и потеряет свою способность к оплодотворению. Цветение женских соцветий начинается на несколько (4-5) дней позже, чем мужских, а при засухе период вообще увеличивается. Это приводит к тому, что початки будут опыляться не полностью, что может привести к полной потере семян. Для получения полноценного урожая необходимо соблюдать сумму активных температур в 2100-30000°С, что соответствует средней температуре в 21-30°С. Тепло более необходимо в фазах цветения, образования и формирования зерновок.

Кукуруза — растение короткого дня, любящее свет. Зацветает быстрее всего при 8–9 часовом дне. Если день будет продолжительностью свыше 12-14 часов, то период вегетации удлиняется. Растения требуют сильного солнечного освещения, в частности, в молодом возрасте.

Растения кукурузы весьма отзывчивы на увеличение почвенного плодородия. Самые высокие урожаи получают в основном на рыхлых, легких и суглинистых средних почвах, хорошо дренированных, с богатой органикой, легким доступом к питательным веществам и нейтральной реакцией почвенного раствора.

Кукуруза не любит кислых почв и без процедуры известкования даже при большой порции удобрений добиться хорошего урожая этой культуры, фактически, невозможно.

Кукуруза требовательна к минеральному питанию, будучи высокоурожайной культурой. Для одной тонны урожая зерна необходимо:

20-25 кг азота,
10-15 кг фосфора,
30-40 кг калия,
6-10 кг кальция,
6-10 кг магния.

Для получения высокого урожая требуется использовать достаточное количество минеральных, а также органических удобрений, эффективность которых должна быть в 2-3 раза выше, чем в случае неорошаемой земли.

Самое интенсивное поглощение удобрений кукурузой происходит в период быстрого роста, в фазе выметывания метелок, вплоть до цветения. На раннем этапе роста кукурузы азот имеет наиболее важное значение: в случае его недостатка рост и развитие растения задерживаются. Максимальное же поглощение азота кукурузой происходит за 2-3 недели перед выметыванием.

Фосфор также необходим в самом начале роста, во время закладывания будущих соцветий. Его недостаток в эти дни приведет к недоразвитым початкам и неверным рядам зерен.

Достаточное обеспечение растений фосфором стимулирует развитие корней, повысит устойчивость к засухе, ускорит образование початков и созревание урожая. Максимальное его потребление приходится на период формирования зерна и продолжается почти до его созревания. В случае недостатка калия замедлится передвижение углеводов, снизится синтетическая деятельность листьев, ослабится корневая система и понизится устойчивость кукурузы к полеганию. Калий интенсивно поступает в растение с первых дней появления всходов. К началу выметывания кукуруза поглощает до 90% калия. Микроудобрения тоже серьезно влияют на урожай кукурузы. Особенно часто растения кукурузы испытывают недостаток бора, марганца и цинка. Эти удобрения вносят в почву и обрабатывают семена,, что приведет к повышению урожайности зерна на 4 - 7 ц/га. Возрастает потребность кукурузы в цинке, чтобы создать баланс при увеличенной дозе минеральных удобрений.

Усвоение кукурузой питательных элементов осуществляется практически на протяжении всего вегетационного периода. Наиболее интенсивно этот процесс протекает в период быстрого роста за сравнительно короткий промежуток - с фазы появления 8 листа и продолжается до цветения. Максимум суточного потребления азота и фосфора приходится на период цветения — начало образования зерна. С началом формирования зерна накопление сухого вещества в стеблях, и в листьях прекращается и происходит перемещение питательных веществ из вегетативных органов в репродуктивные. При этом на налив зерна из других органов растения используется до 59% азота, 36 – фосфора и 82% калия.

Площадь питания растений напрямую зависит от эффективности удобрений. Изменяется уровень необходимого обеспечения влагой, режим освещения и снабжения углекислотами. Для каждого гибрида и сорта кукурузы существуют собственные условия выращивания с оптимальной площадью питания. При правильной комбинации параметров достигается наибольший урожай с единицы площади, при этом и его качество будет крайне высоким, а затраты труда и материальных средств — низкие.

Использование минеральных удобрений обеспечивает прибавку урожая зерна от 10 до 37 центнеров, в зависимости от местоположения. Для каждого региона и почвенно-климатическим условиям должен существовать индивидуальный подход к подбору вида и доз удобрений. Они рассчитываются в зависимости от качества почвы, объема питательных веществ в ней. Для этого проводится специальный агрохимический анализ.

Необходимо не только знать необходимый объем удобрений, но и их правильное распределение по фазам вегетации.

Растение хорошо относится к орошению, и его использование позволит улучить развитие корневой системы, увеличить активную поглощающую поверхность и продуктивность фотосинтеза. При орошении повысится насыщенность влагой растительных тканей, интенсивность дыхания, потребление микроэлементов, а также улучшится интенсивность транспирации. Несмотря на это, на практике повышение перечисленных показателей приводит к снижению уровня расхода воды и питательных веществ на единицу урожая.

Этому способствует повышение водоудерживающей способности тканей, улучшение углеводного, белкового и фосфорного обмена, снижение непродуктивного дыхания, а также водного дефицита в жаркие часы дня.

Орошение, ведет к увеличению суммарного водопотребления, но коэффициент водопотребления (расход воды на единицу урожая, включая расход на транспирацию и испарение почвой) значительно снижается, так как урожай в условиях полива резко увеличивается.

Необходимо соблюдать необходимые режимы орошения, применять агротехнику, использовать систему сбалансированного питания и другие приемы технологий интенсивного выращивания. В период вегетации кукурузе необходимо небольшое количество воды, но ее недостаток пагубно повлияет на процессы роста. Переувлажнение, а также недостаточные или несвоевременные поливы могут привести к резкому снижению урожая зерна кукурузы.

В течение вегетации кукурузы, влажность активного слоя почвы следует поддерживать поливами не ниже 70% НВ до выбрасывания метелки и 80% НВ после выбрасывания. Особенно важно выдерживать оптимальный поливной режим в критический период развития культуры, который начинается за 10 дней до выбрасывания метелки и оканчивается фазой молочного состояния зерна. В условиях недостаточного увлажнения оптимальный режим орошения – основа формирования высоких урожаев.

Для определения параметров, при которых удастся получить урожай зерна в 10 т/га и зеленой массы в 60-70 т/га были проведены исследования. После анализа было установлено, что кукуруза расходует 5-6 тысяч м 3 воды, значительная часть которой (50-70% и выше) составляет оросительная норма. Оптимальным распределением влаги в течение вегетационного периода во многом может определяться эффективность орошения. Максимальное водопотребление кукурузы приходится на следующие периоды:

фаза 9-11 листьев,
период выбрасывания метелок,
период формирования зерна,
период молочной спелости зерна.

Основной критический период в отношении влаги длится от 30 до 10 дней до выметывания и около 20 дней после выбрасывания метелок. В это время растение потребляет 40-45 % воды, необходимого в период вегетации. Если в этот период засуха (воздушная и почвенная) стоит 2-3 дня, то урожайность снизится на 20%. Если же засуха продлится неделю — урожай снизится на целых 50%.

Проводилась масса исследований, посвященных режимам орошения кукурузы и способам реализации. Было доказано, что суммарное водопотребление кукурузы зависит от режимов орошения и изменяется в диапазоне от 3250 до 4762 м 3 /га. В идеальных условиях (при оптимальном увлажнении почвы) водопотребление максимально и составляет 4762 м 3 /га. Рекомендуется особым способом проводить вегетационные поливы, чтобы получить высокий урожай кукурузы, а именно, при снижении влажности почвы в первую половину вегетации до 70 %, далее, до молочно-восковой спелости поднимать до 80 %, и в дальнейшем снижать ее до 70 %.

Территория Ростовской области относится к зоне неустойчивого увлажнения. Неравномерность распределения осадков очень часто приводит к недобору урожая, поэтому технология выращивания кукурузы должна быть направлена на накопление и сохранение влаги в почве, сохранение ее плодородия, защиту от дефляции и эрозии.

Средняя урожайность кукурузы в России в 2019 году составила 57,5 цн. с гектара убранной площади и за 5 лет (к 2014 году) выросла на 32% или 14 ц/га, а за 10 лет - на 63%, или 22,2 ц/га. По отношению к уровню 2001 г., урожайность кукурузы выросла почти на 220%, или 40 ц/га.

В 2019 году урожайность культуры в Ростовской области составила 48,7 ц/га. Лидером по посевным площадям кукурузы в 2019 году являлся Краснодарский край. Ростовская область по этому показателю занимает 4 место, уступая, кроме Кубани, Воронежской области и Ставрополью.

Размещать культуру необходимо на лучших, наиболее плодородных, выровненных полях. Крутые склоны со смытыми, тяжелыми по гранулометрическому составу почвами нежелательны.

Лучшими предшественниками для кукурузы в Ростовской области являются озимые колосовые, зерно- и злакобобовые. Удовлетворительный предшественник – яровой ячмень. Нецелесообразно размещать ее после свеклы, подсолнечника, суданской травы, которые обедняют и иссушают почву.

Культивирование кукурузы, как монокультуры, возможно без снижения урожайности в течение ряда лет, но при условии поддержания высокого агрофона и эффективной борьбы с вредителями и сорной растительностью. При этом, в технологию рекомендуется добавить операцию ротационного измельчения стерни, оставшейся после уборки, что облегчит последующие приемы механической обработки почвы.

Исходя из морфо-биологических требований кукурузы к условиям произрастания, системой обработки почвы необходимо добиться получения объемной массы пахотного слоя не более 1,35 г/см3, чему будет способствовать минимальная обработка, применение комбинированных и широкозахватных орудий, уменьшение удельного давления машин на почву, выполнение полевых работ только при наступлении физической спелости почвы.

Основная обработка почвы после уборки колосовых предшественников предусматривает проведение лущения стерни широкозахватными дисковыми орудиями в один или два следа.
При массовом появлении корнеотпрысковых сорняков (бодяк, осот, вьюнок полевой и др.) в фазе 5-6 листьев их обрабатывают повышенной дозой системного гербицида.
Под кукурузу необходимо проведение глубокой основной отвальной, или безотвальной обработки почвы. Зяблевая вспашка может быть заменена глубоким безотвальным рыхлением на 27-30 см плоскорезами-глубокорыхлителями ПГ-3-5, КПГ-3-100, или чизельными плугами ПЧ-4,5…

Выравнивание зяби с осени после вспашки позволяет уменьшить количество обработок перед посевом, что будет способствовать большему сохранению влаги в почве. Хорошего выравнивания можно достичь при однократном проходе тяжелыми дисковыми боронами БДТ-7 и др. под углом 45 градусов к направлению вспашки.

Являясь высокоурожайной культурой, кукуруза предъявляет повышенные требования к условиям минерального питания. Для получения одной тонны урожая зерна, кукуруза потребляет: азота— 25-30 кг; фосфора— 10-15 кг; калия — 25-30 кг; кальция — 6-10 кг; магния — 6-10 кг. Поэтому, для достижения максимальной урожайности, необходимо использовать высокие дозы минеральных удобрений, эффективность которых на орошении в 2-3 раза выше, чем на богаре.

Азот имеет особенно большое значение на ранних фазах развития. При его недостатке задерживаются рост и развитие растений. Максимальное потребление азота наблюдается в течение 2-3 недель перед выметыванием.

Фосфор также необходим на ранних фазах развития, во время закладки генеративных органов (фаза 4-6 листьев). Недостаток его в это время приводит к недоразвитию корневой системы, початков, формированию искривленных рядов зерен, замедлению созревания зерна, снижению засухоустойчивости… Максимальное потребление фосфора приходится на период формирования зерна и продолжается почти до его созревания.

Калий, не входящий в органическое вещество, наряду с натрием участвует во всех обменных процессах растения. При его недостатке замедляется поступление питательных веществ и транспортировка их по растению, снижается фотосинтетическая активность, ослабляется корневая система и понижается устойчивость кукурузы засухе к полеганию. К началу выметывания метелки растения поглощают до 90% калия.

Микроудобрения повышают урожайность зерна кукурузы на 4-7 ц/га. Часто растения кукурузы испытывают недостаток бора, марганца и цинка. Их вносят в почву, используют для некорневых подкормок, инкрустируют семена.

Внесение удобрений с осени под основную обработку особенно важно в зоне недостаточного увлажнения.

Если удобрения не были внесены с осени, их вносят весной под первую предпосевную культивацию. Подкормки в период вегетации проводят по результатам растительной диагностики в фазу 3-5 листьев при междурядной обработке.

Подкормки по вегетации суммарно должны составлять до 200-250 кг/га азота. Наиболее рациональным и целесообразным является разделение их на 3-4 одинаковые части, начиная от фазы 5-8 листьев растений кукурузы и до окончания критического периода – 20 дней после вымётывания метелки. После каждой подкормки целесообразно проводить полив для большей эффективности. Наиболее доступным азотным удобрением на рынке в настоящее время является карбамид N46,2. Данную марку удобрений нашими специалистами рекомендовано вносить совместно с жидкими комплексными удобрениями (ЖКУ NP 11:37) в дозах 15+30 кг/га соответственно.

Прибавка урожая при подкормке азотом в дозе 30 кг N/га в фазу 5-7 листьев достигает 4-12% на обыкновенном черноземе (Малаканова и др., 2009). Как показали исследования, проведенные на выщелоченном черноземе (Толорая и др., 2008), эффективно внесение в подкормку N30P20K20 в фазу 5-6 листьев с заделкой удобрений в почву, что обеспечивает прибавку урожайности свыше 10 ц/га или 14% (рис. 1).

Получение высокой урожайности невозможно без внесения повышенных доз макроэлементов, что может привести к угнетению и частичному антагонизму отдельных микроэлементов, даже несмотря на достаточное количество их в почве. Микроэлементы не смогут поглощаться в необходимом количестве по причине избирательной поглотительной способности корневой системы культуры, поэтому необходимо использовать микроудобрения в виде хелатных соединений, как при обработке по листу, так и при внесении в почву. Наибольшая потребность кукурузы отмечается в железе и марганце; во время цветения возрастает потребность в боре, отвечающем за количество зерен в початке. Кукурузе также крайне необходим магний, кальций и, как сказано выше, сера, которые влияют на процессы фотосинтеза, которые лежат в основе жизни растений.

Как уже отмечалось, лимитирующим фактором в получении высоких урожаев является влага. Кукуруза обладает довольно высокой засухоустойчивостью, но высокая плотность растений на единице площади повышает водопотребление. Всходы кукурузы следует получить без полива, для формирования сильной и глубокой корневой системы. В случае засухи, до 9 листа культуры, следует поддерживать влажность почвы на уровне 70% от наименьшей полевой влагоемкости. Поливная норма 300 – 350 м3/га.

От фазы 9-11 листа и до окончания налива зерна кукурузы поддерживают влажность почвы на уровне 80% от наименьшей влагоемкости, для чего необходимо провести 9-10 поливов нормами по 400-450 м3/га. При таком режиме полива окучивание не проводят, т.к. воздушные корни кукурузы уже находятся во влажной почве, а уплотнение почвы техникой может плохо отразиться на водно-воздушном балансе. Для борьбы с почвенной и воздушной засухой в период цветения кукурузы проводят до 3 освежающих поливов нормой 150-200 м3/га, что обеспечит прирост урожая до 20 ц/га.

В настоящее время набирает популярность выращивание кукурузы на капельном орошении. При ширине междурядья 0,7 м, оросительные ленты размещают через междурядье. Полив необходимо начинать при повышении температуры +18оС. Поливная норма 40 – 50 м3/га в сутки.

В Ростовской области также получила распространение нулевая, или так называемая No-Till технология возделывания кукурузы, которая доказывает, что урожайность 50-60 ц/га возможно получить без орошения, в засушливых условиях Южной зоны области на почвах, подверженных дефляции и другим видам эрозии почв.

Современные интенсивные технологии возделывания кукурузы, включающие активное использование систем орошения, сбалансированное питание с применением высокоэффективных и экологически безопасных марок минеральных удобрений ФосАгро, эффективные средства защиты растений, использование семян высокоурожайных сортов и гибридов, - это комплекс взаимосвязанных агротехнических мероприятий, качественное выполнение которых позволит обеспечить рациональное использование природных ресурсов при одновременном повышении урожайности кукурузы и качества получаемой продукции.

Кукуруза — является сельскохозяйственной культурой универсального назначения. Около 20% зерна кукурузы используется на продовольственные цели, около 15% — на техническую переработку. Две трети ее зерна идет на приготовление комбикормов для животных. Кукуруза одна из самых высокоурожайных зернофуражных культур. По своим кормовым достоинствам, универсальности использования она превосходит все другие зерновые культуры. Уступая по посевным площадям пшенице, кукуруза среди зерновых культур занимает первое место по валовым сборам зерна.

Немаловажно и агрономическое значение кукурузы. У нее мало общих вредителей и болезней с другими зерновыми культурами, поэтому она является для многих из них хорошим предшественником. Кроме того, кукуруза может использоваться в качестве страховой культуры, которой пересевают погибшие посевы озимых зерновых культур для компенсации недобора урожая зерна последних.

Кукуруза – (Zea mays) относится к семейству злаковых (Graminea)- однолетнее, однодомное, раздельнополое растение. Это аборигенное растение Южной Америки (Мексика, Гватемала. Перу, Боливия) — то есть регионов с жарким, достаточно влажным климатом. Сейчас эта культура выращивается повсеместно. В России кукуруза известна с XVII века.

В мире под посевами кукурузы занято более 117 млн. га. Наибольшие площади кукуруза на зерно занимает в США — 25 млн. га; в Бразилии — 12 млн. га., в Индии — около 6 млн. га, в Аргентине — 5 млн. га, в Румынии — 3,5 млн. га, в Украине — 1,3 млн. га.. в России — к 2015 году планируется 3,1 млн.га. Широкое распространение кукурузы по земному шару объясняется тремя причинами:

продуктивностью,
пластичностью,
широким диапазоном использования.

Для прорастания семенам требуется около 44% воды (к массе зерна). При таком наличии влаги всходы появляются через 5-6 дней после сева. При прорастании семена кукурузы нуждаются в хорошей аэрации, так как крупные зародыши их поглощают много кислорода. Высокие урожаи обеспечиваются при содержании кислорода в почвенном воздухе не менее 18 — 20%. При содержании кислорода около 10% рост корней замедляется, а при 5% прекращается. При этом нарушается поглощение воды и элементов питания из почвы, обмен веществ в корнях и в надземной части растений.

Листья от первого до третьего появляются через 1-2 дня, а от третьего и последующие — через 3-6 дней. В фазе 3-4 листьев у кукурузы формируется первый ярус узловых корней, в фазе 5-6 листьев — второй, в фазе 7-8 листьев — третий и т. д. С появлением каждой пары новых листьев образуется ярус узловых корней. Узловые корни достигают глубины 3-4 м и распространяются в стороны до 120-150 см. Из нижних надземных узлов образуются воздушные корни, играющие роль опоры и способствующие дополнительному питанию.

Продолжительность вегетационного периода, возделываемых у нас сортов и гибридов 90 — 140 дней. Решающее значение для получения высоких урожаев кукурузы имеет оптимальное сочетание факторов — почвенное плодородие – вода — тепло и свет.

Кукуруза — теплолюбивое растение. Семена начинают прорастать при температуре 10-12 0 С. Оптимальная температура для прорастания 22-24°. Всходы кукурузы чувствительны к весенним заморозкам. Высокая температура воздуха при относительно низкой его влажности во время цветения, особенно при недостаточных запасах влаги в почве, отрицательно сказывается на урожае кукурузы, так как пыльца при температуре 32-35° и относительной влажности воздуха ниже 30% быстро высыхает и теряет оплодотворяющую способность. А так как цветение женских соцветий начинается на 4-5 дней позже мужских, а во время засухи этот период даже увеличивается, то початки опыляются не полностью, а в некоторых случаях совсем не образуется семян. Для получения урожая растениям кукурузы необходима сумма активных температур 2100-3000 0 С, в зависимости от сроков созревания сорта или гибрида, что соответствует среднесуточной температуре 21 — 30 0 С. Требования к теплу обычно повышаются во время цветения, образования и формирования зерновок.

Кукуруза — светолюбивое растение короткого дня. Быстрее всего зацветает при 8 — 9-часовом дне. При продолжительности дня свыше 12 -14 ч период вегетации удлиняется. Растения требуют интенсивного солнечного освещения, особенно в молодом возрасте.

Растения кукурузы очень отзывчивы на повышение почвенного плодородия. Наиболее высокие урожаи получают на легких или суглинистых средних почвах, хорошо дренированных и рыхлых, богатых органикой и доступными питательными веществами, с нейтральной реакцией почвенного раствора (рН 5,5 – 7). Кукуруза не переносит кислых почв, и без их известкования даже при внесении высоких норм органических и минеральных удобрений нельзя рассчитывать на получение хорошего урожая этой культуры.

Являясь высокоурожайной культурой, кукуруза предъявляет повышенные требования к условиям минерального питания. Установлено, что для получения одной тонны урожая зерна кукуруза требует: азота— 20-25кг; фосфора— 10-15 кг; калия — 30-40 кг; кальция — 6-10 кг; магния — 6-10 кг. Поэтому для достижения высокого урожая зерна на орошении, необходимо использовать достаточное количество органических и минеральных удобрений под эту культуру, эффективность которых в 2-3 раза выше, чем на неорошаемых землях.

Наиболее интенсивное их поглощение наблюдается в период быстрого роста, за сравнительно короткий промежуток времени — от выметывания метелок до цветения. Азот имеет особенно большое значение на ранних этапах роста растений. При его недостатке задерживаются рост и развитие растений. Максимальное поступление азота наблюдается в течение 2 – 3 недель перед выметыванием. Фосфор особенно необходим в начале роста растений, когда закладываются будущие соцветия (фаза 4 – 6 листьев). Недостаток его в это время ведет к недоразвитию початков, формируются неправильные ряды зерен.

Достаточное обеспечение растений фосфором стимулирует развитие корневой системы, повышает засухоустойчивость, ускоряет образование початков и созревание урожая. Максимальное потребление его кукурузой приходится на период формирования зерна и продолжается почти до его созревания. При недостатке калия замедляется передвижение углеводов, снижается синтетическая деятельность листьев, ослабляется корневая система и понижается устойчивость кукурузы к полеганию. Калий начинает интенсивно поступать в растение с первых дней появления всходов. К началу выметывания растения поглощают до 90% калия. Микроудобрения также повышают урожай кукурузы. Особенно часто растения кукурузы испытывают недостаток бора, марганца и цинка. Эти удобрения вносят в почву, используют для некорневых подкормок, обрабатывают ими семена. Они повышают урожайность зерна кукурузы на 4 — 7 ц/га. Потребность кукурузы в цинке возрастает при повышенных дозах минеральных удобрений.

Усвоение кукурузой питательных элементов осуществляется практически на протяжении всего вегетационного периода. Наиболее интенсивно этот процесс протекает в период быстрого роста за сравнительно короткий промежуток — с фазы появления 8 листа и продолжается до цветения. Максимум суточного потребления азота и фосфора приходится на период цветения — начало образования зерна. С началом формирования зерна накопление сухого вещества в стеблях, и в листьях прекращается и происходит перемещение питательных веществ из вегетативных органов в репродуктивные. При этом на налив зерна из других органов растения используется до 59% азота, 36 – фосфора и 82% калия.

Эффективность удобрений, зависит от площади питания растений, при этом изменяется уровень обеспечения влагой, световой режим, а так же снабжение углекислотой. Для каждого сорта или гибрида кукурузы, в определенных условиях выращивания характерна оптимальная площадь питания, при которой достигается получение с единицы площади наибольшего урожая высокого качества при наименьших затратах труда и материальных средств. Применение минеральных удобрений в различных зонах России обеспечивает прибавку урожая зерна кукурузы от 10 до 37ц/га. Различные почвенно-климатические условия районов выращивания кукурузы требуют индивидуального подхода к определению вида и доз удобрений. Дозы удобрений рассчитывают в зависимости от запасов питательных веществ в почве, в соответствии с агрохимическим анализом. Большое значение в эффективном использовании удобрений имеет не только общее их количество, но и распределение их по фазам вегетации.

Кукуруза экономнее, чем хлеба первой группы, использует влагу. Транспирационный коэффициент ее — 250-300. Но общая потребность в воде большая, так как растения формируют большую биомассу. За сутки одно растение использует 2-4 л воды. В то же время кукуруза не переносит переувлажнения. Оптимальная для кукурузы влажность почвы составляет 70-80% НВ. Максимальная продуктивность кукурузы формируется при интенсивном режиме орошения, когда предполивная влажность почвы поддерживается на уровне 80% НВ.

Многочисленными опытами установлено, что под влиянием орошения улучшается развитие корневой системы растений кукурузы, увеличивается их активная поглощающая поверхность, улучшается поглощение корнями воды и питательных веществ, повышается продуктивность фотосинтеза. При орошении повышается оводненность растительных тканей, интенсивность транспирации, суммарное потребление воды растениями, усиливаются ростовые процессы, фотосинтез, интенсивность дыхания, потребление элементов минерального питания. С практической точки зрения очень важно, что при абсолютном увеличении перечисленных показателей расход воды и питательных веществ на создание единицы урожая снижается. Этому способствует повышение водоудерживающей способности тканей, улучшение углеводного, белкового и фосфорного обмена, снижение непродуктивного дыхания, а также водного дефицита в жаркие часы дня.

Важным условием получения стабильно высоких урожаев кукурузы является соблюдение физиологически обоснованных, режимов орошения, применение, высокой агротехники, системы сбалансированного питания и других элементов интенсивной технологии выращивания. В начале вегетации кукуруза нуждается в небольшом количестве воды, но недостаток влаги пагубно влияет на ростовые процессы. К резкому снижению урожая зерна могут привести несвоевременные и недостаточные поливы, а также переувлажнение.

Исследованиями установлено, что для формирования урожая зерна 10 т/га и зеленой массы 60-70 т/га кукуруза расходует 5-6 тыс. м 3 воды, значительную часть которой (50-70% и более) составляет оросительная норма. Эффективность орошения во многом определяется оптимальным распределением влаги в течение вегетационного периода. Максимальное водопотребление кукурузы приходится на следующие периоды:

фаза 9-11 листьев,
период выбрасывания метелок,
период формирования зерна,
период молочной спелости зерна.

Критический период по отношению к влаге у кукурузы длится 30 дней — 10 дней до выметывания, и 20 дней после выбрасывания метелок. За этот период кукуруза потребляет воды 40-45% необходимого ее количества на период вегетации. Воздушная и почвенная засуха в этот период в течение 2-3 дней снижает урожайность на 20%, а в течение недели — до 50%.

Способам и режимам орошения зерновой кукурузы были посвящены многочисленные исследования. Ученными доказано, что в зависимости от режимов орошения суммарное водопотребление кукурузы изменяется от 3250 до 4762 м 3 /га. В условиях оптимального увлажнения почвы оно составляет 4762 м 3 /га. И.Т. Ефимов в рекомендациях отмечает, что для получения высоких урожаев кукурузы вегетационные поливы необходимо проводить при снижении влажности почвы в слое 0,8 м в первую половину вегетации до 70% НВ, а от начала выметывания до молочно — восковой спелости до 80% НВ, в дальнейшем следует снижать влажность почвы до 70% НВ.

Предполивной порог влажности почвы в активном слое почвы, % от НВ.

Читайте также: