Оценка гибридов и популяции кукурузы разной спелости по показателям зерновой продуктивности Структура урожая зерна в зоне достаточного увлажнения

Рост урожайности является следствием изменения того или иного элемента, составляющего её структуру, или их совокупности. Познания закономерностей формирования урожая, изучение структуры урожая в связи с условиями выращивания позволяют вскрыть слабые звенья в принятой системе агротехнических мероприятий, постоянно совершенствовать технологию возделывания, в наибольшей мере используя природные условия для получения высокого урожая, активно формировать урожай, придавая ему нужную структуру.

Основными элементами структуры урожая, определяющими его уровень, являются: масса 1000 зерен, число рядов зерен на початке, число зёрен в ряду, число зёрен в початке, масса зерна с початка.

Согласно литературным источникам, к сильному колебанию показателей структуры урожая может приводить изменения в агрометеорологических условиях и технологии возделывания культуры. Наиболее подвержены влиянию неблагоприятных факторов гибриды среднеспелой и среднепоздней групп спелости, что очень часто проявляется в более низкой озернённости початков и

значительном колебании этого показателя по годам, более низким выходом зерна из початка (Ефанов, 2003).

В наших исследованиях к изменению агрометеорологических условий по годам добавляется их колебания по срокам посева. Зато устраняется действие элементов технологии возделывания: все гибриды возделываются по единой технологии на естественном уровне минерального питания, чтобы исключить влияние индивидуальной реакции гибридов на удобрения. Даже густота стояния растений хоть и различается по гибридам, но соответствует рекомендациям селекционеров, архитектоники растений и их биологическим требованиям. Правильность этого подтверждается сформировавшимся количеством початков, которое по всем вариантам за время наблюдений не изменялось и не превышало одного на растение, а их количество на гектаре соответствовало предуборочной густоте стояния растений.

Число рядов на початке находится под генетическим контролем и характерно для каждого гибрида в зависимости от его группы спелости: от 12 рядов у раннеспелого гибрида Машук 170, 14 - у раннеспелого гибрида Росс 199, среднеранних гибридов Ньютон и Росс 299, а также популяции Российская 1, до 16 рядов у среднеспелых и среднепоздних гибридов (табл. 42).

Таблица 42 - Влияние сроков посева и предпосевного протравливания семян на основные хозяйственно ценные признаки гибридов кукурузы (СтГАУ, зона достаточного увлажнения, 2004 - 2006 годы)

Наибольшее воздействие на изменение элементов структуры урожая кукурузы оказывали сроки посева.

обеспечивал прохождение растениями фазы цветения в более оптимальные погодно-климатические условия и, как следствие, лучшую завязываемость семян кукурузы. Это выразилось в увеличении таких показателей продуктивности растений, как «число зёрен в ряду на початке» и «число зёрен на початке», соответственно, на 5,7 % и 12,1 % по сравнению с рекомендуемым и поздним сроками посева.

Анализ коэффициентов детерминации показывает, что число зёрен в початке на 31 % зависит от среднесуточной температуры воздуха за межфазный период «всходы - цветение метелки», на 61 % - от средней высоты растений и на 66 % - от нарастания листовой поверхности растений кукурузы (табл. 43). В тоже время, масса 1000 зёрен при раннем сроке посева самая низкая. При рекомендуемом сроке посева данный показатель выше на 5,1 % по отношению к позднему сроку посева и на 12,1 % - к раннему.

Таблица 43 - Корреляция между отдельными факторами количеством зёрен в початке кукурузы (СтГАУ, зона достаточного увлажнения, 2004 - 2006 годы)

Статистическая обработка полученных результатов выявила высокую прямую корреляцию между массой 1000 зёрен и такими факторами, как продолжительность межфазного периода «всходы - цветение метёлки» и всего вегетационного периода, высота растений, сумма активных температур за межфазный период «цветение метёлки - полная спелость» и за весь период вегетации (табл. 44). Средняя, переходящая в сильную, корреляция зафиксирована между массой 1000 зёрен и массой зёрен с початка.

Таблица 44 - Корреляция между отдельными факторами массой 1000 зёрен кукурузы (СтГАУ, зона достаточного увлажнения, 2004 - 2006 годы)

Как видим к положительным сторонам раннего срока посева можно отнести: во-первых, лучшую завязываемость зёрен и, как следствие, большее число зёрен на початке. Во-вторых, это потенциальную возможность увеличения массы 1000 зерен.

Максимальной масса зерна с початка сформировалась при рекомендуемом сроке посева. При смещении срока посева как в сторону раннего, так и в сторону позднего срока приводило к снижению данного показателя на 14,2 % и 13,4 %, соответственно.

Проведённый статистический анализ выявил высокую корреляционная зависимость массы зёрен с початка от таких факторов, как площадь листовой поверхности и высота растений кукурузы (табл. 45). Средней оказалась степень сопряжённости между массой початка и продолжительностью вегетационных периодов и всего периода вегетации в целом, суммой активных температур за период вегетации, количеством зёрен на початке, а также суммой активных температур за межфазный период «цветение метёлки - полная спелость».

Таблица 45 - Корреляция между отдельными факторами массой зёрен с початка кукурузы (СтГАУ, зона достаточного увлажнения, 2004 - 2006 годы)

Использование в протравливании семян изучаемого препарата ТМТД-плюс в среднем по опыту способствовало росту массы зерна с початка на 9,9 % и массы 1000 зёрен на 10,6 %. Кроме этого данный препарат при раннем сроке посева большинства гибридов (7 из 9) обеспечивал формирование такой же массы зерна с початка, как и на контроле (рекомендуемый срок посева при использовании в протравливании семян общепринятого препарата ТМТД).

Структура урожая также зависела от индивидуальных особенностей гибридов, от группы их спелости, то есть, фактически, от длины вегетационного периода. От раннеспелого гибрида Машук 170 к среднепозднему гибриду Краснодарский 410 шло увеличение показателей таких элементов продуктивности растений, как «число зёрен на початке» - на 13,9 %, «масса зерна с початка» - на 73,3, «масса 1000 зёрен» - на 53,9 %.

Таким образом, в условиях зоны достаточного увлажнения по показателям структуры урожая оптимальным является рекомендуемый срок посева, а также поздний (за исключением раннеспелых гибридов и среднераннего гибрида Ньютон). Использование в протравливании семян изучаемого препарата ТМТД- плюс способствует росту показателей структуры урожая и делает возможным ранний посев.

Урожайность зерна гибридов и популяции кукурузы в зоне

достаточного увлажнения

Одной из основных задач, поставленных перед сельским хозяйством нашей страны, является наиболее полное удовлетворение растущих потребностей в сельскохозяйственном сырье, что, в свою очередь, не возможно без высоких и достойных урожаев зерна кукурузы. Решение данной задачи научным растениеводством строится на принципе современной биологической науки, изучающей особенности растений и их требования к условиям среды. Без глубокого знания биологии растений невозможна разработка новой, высокоэффективной технологии возделывания кукурузы, а сроки посева и регуляторы роста являются весьма существенными средообразующими и рострегулирующими факторами (Dogгa, ТИикга1, 1994). При этом, по мнению член-корреспондента ВАСХНИЛа Д.С. Филева (1975), при установлении сроков посева нужно исходить прежде всего из конкретных природно-климатических условий, а потом учитывать биологические особенности сортов и гибридов.

Анализ данных, проведённый в отечественных и зарубежных изданиях, убеждает, что высокий урожай зерна кукурузы формируется при технологии возделывания, которая учитывает потребность культуры в тепле и влаге в течение вегетации и в ее критические периоды. Большинство исследователей считают, что урожайность кукурузы снижается при поздних сроках посева (Кошен, 2001; Борщ, Багринцева, 2002).

Проведенные исследования позволили выявить следующие закономерности. Потенциал будущему урожаю был заложен на этапе создания ассимиляционного аппарата, который был максимально сформирован к фазе цветения. Дальнейшая его реализация показала, что в среднем по всему набору гибридов, популяции и предпосевной обработки семян наибольшая урожайность кукурузы сформирована при рекомендуемом сроке посева (табл. 46). Смещение даты посева как в сторону позднего, так и раннего срока приводило к снижению данного показателя как в среднем по опыту (соответственно, на 0,62 и 0,85 т/га), так и на обоих вариантах предпосевного протравливания семян.

Аналогичные закономерности в формировании урожая зерна в зависимости от сроков посева и предпосевного протравливания семян зафиксированы у раннеспелых гибридов Машук 170 и Росс 199, среднеспелого гибрида РИК 345, а также среднепоздних гибридов Эрик и Краснодарский 410 (последний - на варианте с предпосевным протравливанием общепринятым протравителем ТМТД). Среднеранние гибриды Росс 299 и Ньютон обладают специфической нормой реакции на меняющиеся условия внешней среды, заключающуюся в повышенной стабильности проявления признака «урожайность зерна». Его анализ представил нам низкую амплитуду изменчивости числовых показателей данного признака не только по изучаемым вариантам, но и по годам (снижение урожайности наблюдалось только на варианте с предпосевным протравливание семян общепринятым протравителем ТМТД у гибрида Росс 299 при раннем посеве и у гибрида Ньютон при позднем посеве).

Таблица 46 - Влияние сроков посева и предпосевной обработки семян протравителями на урожайность кукурузы, т/га (СтГАУ, зона достаточного увлажнения, 2004 - 2006 годы)

Данные гибриды характеризуются хорошей работой внутренних компенсационных механизмом, защищающих их от негативного воздействия окружающей среды, но и не дающих им реагировать в положительную сторону при улучшении общих условий произрастания. Такие генотипы обладают экологической пластичностью, позволяющей им приспосабливаться к изменению параметров окружающего мира, обеспечивающей низкую межгодовую вариабельность уровня урожайности и широкое географическое районирование. Очень высоких урожаев они не дают, но определенный, довольно достойный, уровень рентабельности обеспечивают и выделяются в годы неурожаев. Их одинаково возможно сеять во все изучаемые сроки посева.

Среднеранняя популяция Российская 1 и среднеспелый гибрид Краснодарский 382 отличались ровностью показателей при рекомендуемом и позднем сроках посева. Снижение урожайности зерна отмечено только при раннем сроке посева - на 1,12.2,02 т/га и 0,78.1,20 т/га, соответственно.

В среднем по опыту за годы исследований эффективность применения нового протравителя семян ТМТД-плюс составила 0,58 т/га, что по значению меньше влияние срока посева (рис. 16). Сопоставив взаимное влияние сроков посева и протравителя семян необходимо подчеркнуть, что значимость изучаемого препарата ТМТД-плюс возрастает в менее благоприятных условиях, то есть при раннем и позднем сроках посева. Так, если при рекомендуемом сроке посева прирост урожая зерна гибридов кукурузы был в пределах 0,46 т/га, то на фоне посева в поздний и ранний сроки регулятор роста Крезацин, входящий в состав изучаемого протравителя, способствовал увеличению средней урожайности в изучаемых вариантах на 0,60 и 0,66 т/га, соответственно. В итоге данные показатели в варианте с ранним и поздним сроками посева и применением для предпосевной обработки семян препарата «ТМТД-плюс» сравнялись с контролем (рекомендуемый срок посева с применением в качестве протравителя семян общепринятого препарата «ТМТД»). Повышение урожайных свойств кукурузы путём обработки семян регуляторами роста отмечено в работах R.M. Delvin at. all. (1994), D. Dorneskcu at. а11. (1994), M.B. Kurdikeri at. all. (1995), А. Partington, К. Viatmerrtskaia, T.J. Blake (1996).

Срок посева

контроль (ТМТД) Ш ТМТД-плюс |

Рисунок 16 - Влияние сроков посева и предпосевной обработки семян протравителями на урожайность кукурузы, т/га (СтГАУ, зона достаточного увлажнения, 2004 - 2006 годы)

Обработка семян протравителем ТМТД-плюс, содержащим в своём составе регулятор роста, делает возможным посев помимо рекомендуемого ещё и в ранний срок раннеспелого гибрида Машук, среднеспелого гибрида РИК 345 и среднепозднего гибрида Эрик, а среднепозднего гибрида Краснодарский 410 - во все изучаемые сроки.

Максимальной отзывчивостью на данный агроприём характеризовался среднепоздний гибрид Эрик (+ 1,31 т/га при раннем и рекомендуемом сроках посева).

Большое влияние на интенсивность роста, развития и формирования урожая зерна гибридов кукурузы оказывают как технология возделывания, так и погодные условия, которые в отдельные годы даже превышающие значимость технологии. Наиболее важным является период наибольшего потребления влаги (40.50 % общего количества воды), который у растений кукурузы продолжается в течение 30 суток, за 10 - 14 суток до выбрасывания метелок и до молочной спелости зерна, что связано с оплодотворением, формированием зерна,

интенсивным накоплением растениями сухого вещества и приходящемся на июль и август месяц. Этот период называется критическим (Циков, Матюха, 1989).

В 2004 году в этот период все погодно-климатические показатели были на уровне среднемноголетних при благоприятном распределении осадков по месяцам (183 % от среднемноголетней в период формирования и налива зерна - августе), что обеспечило максимальную продуктивность кукурузы в этом году - в среднем по опыту урожайность зерна составила 6,40 т/га.

Дисперсионный анализ результатов исследований за этот год показал, что опыт выполнен с высокой точностью (Бх, % = 2,54) при критерии НСР05 равном 0,46 т/га. Суммарное влияние факторов Яу = 0,96; влияние повторений отсутствовало (Яр = 0,0); влияние случайных факторов (Я^) было на уровне 4,0 %. Влияние сроков посева (ЯА) на урожайность зерна гибридов кукурузы составило - 22,0 % выбора гибрида (Яв) - 40,0, предпосевного протравливания семян (Яс) - 8,0 %.

В 2005 году - высокие среднесуточные температуры, превышающие на

2. оС среднемноголетние показатели и острый дефицит осадков (6 % от среднемноголетней нормы в период формирования зерна в августе) способствовали самой низкой урожайности зерна за годы исследований - 5,32 т/га.

Согласно статистической обработки данных, полученных в данном году, влияние сроков посева на формирование урожая зерна кукурузы в зоне достаточного увлажнения Центрального Предкавказья равнялось 46,0 %, доля влияния выбора гибрида - 50,0 %, степень влияния предпосевной обработки семян - 10,0 %. Критерий наименьшей существенной разности при высокой точности опыта (Бх, % = 1,87) составил на пятипроцентном уровне значимости 0,27 т/га. Суммарное влияние факторов Яу = 0,98; влияние повторений отсутствовало (Яр = 0,0); влияние случайных факторов (amp;г) было на уровне 2,0%.

2006 год характеризовался благоприятными среднесуточными температурами в период цветения (меньше на 1,4 оС среднемноголетней нормы) и повышенными на 5,4 оС при формировании и наливе зерна. Но, малое количество осадков (21 мм или 45 % от среднемноголетней нормы), стали тем ограничивающим фактором, который не позволил стать ему самым продуктивным годом - 5,63 т/га.

Но, есть исключения. Раннеспелый гибрид Машук 170 и среднеранняя популяция Российская 1 при раннем сроке посева максимальную урожайность сформировали в 2006 году, что указывает на высокие потенциальные возможности ранних сроков посева. Для среднеспелого гибрида РИК 345 также лучшим по урожайности был 2006 год (по всем срокам посева).

В 2006 году доля влияния каждого из изучаемых факторов и их взаимодействий в общей дисперсии урожайности зерна кукурузы была следующей: сроков посева - 32,0 %, выбора гибрида - 48,0 %, предпосевной обработки семян - 9,0 %. Опыт выполнен с высокой точностью (Бх, % = 1,43) при НСР05 = 0,22 т/га. Суммарное влияние факторов Яу = 0,98; влияние повторений отсутствовало (Яр = 0,0); влияние случайных факторов (Яг) было на уровне 2,0 %.

В среднем за годы исследований формирование урожая зерна кукурузы на

3. % зависело от срока посева, что существенно ниже вклада генотипов, так как на 46,0 % уровень урожайности обусловливается выбором гибрида, что, в свою очередь, свидетельствует о доказанных различиях в отзывчивости изучаемых гибридов на внешние условия (рис. 17). Доля влияния предпосевного протравливания семян на сбор зерна гибридов кукурузы составила 9,0 %.

исунок 17 - Влияние элементов технологии возделывания на формирование урожая зерна кукурузы, % (СтГАУ, зона достаточного увлажнения, 2004 - 2006 годы)

Знание варьирования показателя урожайности зерна по годам необходимо для предсказуемости потенциальных возможностей гибрида и возможности планирования валовых сборов зерна на перспективу.

Произведя анализ данного показателя по гибридам, необходимо подчеркнуть, что наибольшей амплитудой межгодовой изменчивости характеризуются раннеспелый гибрид Росс 199 и среднепоздний гибрид Эрик - в среднем по всем вариантам она составила 2,76 и 2,18 т/га, соответственно. У остальных гибридов этот показатель был существенно ниже: 1,9 т/г - у среднепозднего гибрида Краснодарский 410; 1,21 т/га - у среднеспелого гибрида Краснодарский 382; 1,18 т/га - у раннеспелого гибрида Машук 170; 0,93 т/га - среднеспелого гибрида РИК 345; 0,82 т/га - у растений среднеранней популяции Российская 1. И самым стабильным проявлением данного признака отличаются среднеранние гибриды Росс 299 и Ньютон: амплитуда межгодовой изменчивости была на уровне 0,72 и 0,60 т/га, соответственно, против 1,37 т/га в среднем по опыту.

Максимальная урожайность была сформирована на варианте с предпосевным протравливанием семян изучаемым препаратом ТМТД-плюс у раннеспелого гибрида Росс 199 и у среднепозднего гибрида Эрик при рекомендуемом сроке посева - 9,65 и 8,65 т/га в 2004 году. В среднем по опыту максимальной урожайностью обладает раннеспелый гибрид Росс 199 - 7,41 т/га на варианте с предпосевным протравливанием семян изучаемым препаратом ТМТД-плюс.

Таким образом, проведенные исследования показали наличие широкой индивидуальной специфики генотипов кукурузы.

Корреляционный анализ формирования урожая

Изменяя отдельные технологические операции, можно значительно снизить отрицательное влияние внешней среды на рост, развитие и урожайность кукурузы. Для установления направления и степени сопряжённости связи между средними за вегетацию кукурузы метеорологическими показателями, продолжительностью вегетационного периода, биометрическими параметрами, структурой и уровнем урожая зерна выполнен корреляционный анализ данных, полученных в наших исследованиях.

Статистическая обработка полученных результатов показала, что корреляция между средней температурой воздуха, а так же суммой активных температур за вегетационный период и урожайностью зерна кукурузы за время наблюдений отсутствует (табл. 47). Отмечалась слабая прямая корреляция между средней температурой воздуха за межфазный период «всходы - цветение метелки» и урожайностью зерна.

Средней оказалась степень сопряжённости между высотой растений, площадью листовой поверхности растений, а также таким элементом структуры урожая как масса початка и урожайность зерна кукурузы.

Корреляция была высокой (г gt; 0,75) между числом зёрен в початке и урожайностью зерна. Судя по коэффициентам детерминации, примерно 58 % изменений в урожайности кукурузы обусловлено изменениями в линейном росте, 65 % - изменениями в массе початка, 70 % - изменениями в нарастании листовой поверхности и 80 % - изменениями показателя «число зёрен в початке».

Таблица 47 - Корреляция между отдельными факторами и урожайностью кукурузы (СтГАУ, зона достаточного увлажнения, 2004 - 2006 годы)

Структура урожая зерна в засушливой зоне

На уровне початка к основным элементам структуры урожая зерна кукурузы относят число рядов зёрен, число зёрен в ряду, массу 1000 зёрен, масса зерна с початка. Как производные элементы рассматриваются общая озернённость початка и выход зерна при обмолоте (Шмараев, 1999 и др.). Вариабельность этих признаков различна, что связано с приуроченностью их закладки к различным этапам органогенеза.

Число рядов зёрен в початке закладывается в период между третьим и пятым листьями (III - IV этапы органогенеза) и является наиболее стабильным показателем для каждого конкретного генотипа в отдельности и потому является важным сортовым признаком кукурузы (Ефанов, 2003; Корыстина, 2004). Нами были отмечены различия по данному показателю только между гибридами в связи с принадлежностью их к разным группам спелости - чем скороспелее гибрид, тем большую густоту стояния формировали при его возделывании и меньше в итоге был данный показатель: от 12 рядов у раннеспелого гибрида Машук 170 до 16 рядов у среднепоздних гибридов (табл. 48). Многие авторы, такие как Ф.М. Куперман (1971), А.Э. Панфилов (2005) и другие, в своих работах также отмечают слабую изменчивость признака «число рядов зёрен в початке» под влиянием как погодных, так и агротехнических условий, а также слабую его связь с продуктивностью. Следующий элемент структуры урожая «число зёрен в ряду» некоторые авторы особо выделяют и рассматривают его как главный компонент урожайности в традиционных зонах кукурузосеяния (Чирков, 1969; Гурьев, и др.). Число зерен в ряду закладывается на более поздних стадиях развития (IV - V этапы органогенеза) и испытывает на себе довольно длительное влияние факторов внешней среды на протяжении первых пяти-шести недель развития кукурузы и в значительной степени корректируется в период цветения и образования зерна (Шмараев, 1999; Ефанов, 2003). Это во многом определяет довольно высокую его вариабельность, как по срокам посева, так и по гибридам. Более благоприятные условия во время цветения растений раннего срока посева (лучшая влагообеспеченность при щадящих среднесуточных температурах сравнительно с рекомендуемым и, особенно, поздним сроками посева) обеспечили лучшую завязываемость зёрен и большее их число в ряду по всем гибридам и популяции: 37 зёрен в ряду при раннем сроке посева против 35 при рекомендуемом сроке и 33 зёрен при позднем сроке посева. На это же указывает в своих исследованиях и Д.В. Ефанов (2003), подчёркивая, что наиболее сильно этот показатель коррелирует со среднесуточной температурой. Причем, зависимость эта носит отрицательный характер. С влагообеспеченностью корреляция положительная, но менее выраженная.

Таблица 48 - Влияние сроков посева и предпосевного протравливания семян на основные хозяйственно ценные признаки гибридов кукурузы (СтГАУ, засушливая зона, 2004 - 2006 годы)

Этим же объясняется большее число зёрен в ряду у более скороспелых гибридов, цветение которых проходило раньше и в более благоприятных по температурным параметрам и влагообеспеченности условиях. Так, если у раннеспелого гибрида Машук 170, начало цветения растений которого отмечалось в среднем в начале июля, сформировалось 38 зёрен в ряду, то у среднепоздних гибридов при цветении в конце июля - только 34 зерна.

Вариант предпосевной обработки семян влияния на данный показатель не оказал.

Аналогичное влияние сроков посева и предпосевной обработки семян кукурузы было отмечено в отношении такого элемента структуры урожая, как «число зёрен на початке»: 536 зёрен на початке при раннем сроке посева против 507 при рекомендуемом сроке и 478 зерна при позднем сроке посева.

Различия по данному показателю между гибридами были связаны с различной густотой стояния, формируемой при их возделывании - чем скороспелее гибрид и гуще посев, тем меньше данный показатель, на что указывают и другие авторы (Иванова, 1998 и др.). Так, у раннеспелого гибрида Машук 170 было сформировано 456 зёрен на початке, а у среднепозднего гибрида Краснодарский 410 - 544.

Статистическая обработка полученных результатов исследований показала существование высокой обратной (г gt; 0,75) корреляции числа зёрен на початке с таким фактором, как среднесуточная температура воздуха за межфазный период

«всходы - цветение метелки» (табл. 49), а также слабой прямой корреляции с суммой активных температур за этот же период (0,25 lt; г lt; 0,5).

Таблица 49 - Корреляция между отдельными факторами и числом зёрен на початке кукурузы (СтГАУ, засушливая зона, 2004 - 2006 годы)

Вариант предпосевной обработки семян влияния на данный показатель не оказал.

По определению Ю.И. Чиркова (1969) и других авторов, масса 1000 зёрен - менее стабильный элемент структуры урожая, чем число зёрен на початке. Формирование признака «масса 1000 зёрен» происходит на заключительных стадиях развития растений кукурузы, в силу чего вариабельность его числовых значений более выражена (Панфилов, 2005). По мнению Д.В. Ефанова (2003), при возделывании кукурузы на зерно роль массы 1000 зёрен в формировании урожая следует оценивать в связи с условиями вегетации конкретного региона, так как этот показатель положительно коррелирует с ГТК в межфазный период «налив зерна - молочно-восковая спелость» и отрицательно - со среднесуточной температурой воздуха в это же время.

В наших исследованиях максимальная масса 1000 зёрен сформировалась при рекомендуемом сроке посева. При раннем сроке посева наблюдалось её снижение на 6,1 %, а при позднем посеве - на 5,7 %.

Использование в предпосевном протравливании семян препарата «ТМТД- плюс» способствовало росту массы 1000 зёрен на 19 граммов или на 7,3 %. Наибольшей отзывчивостью на применение изучаемого препарата отличались раннеспелый гибрид Росс 199 (+37 граммов) и среднепоздний гибрид Эрик (+36 граммов).

Самым крупным зерном обладал среднеспелый гибрид РИК 340 - в среднем 320 граммов и при рекомендуемом сроке посева на варианте с использованием препарата «ТМТД-плюс» - 359 граммов.

Статистическая обработка полученных результатов исследований показала существенную дифференциацию гибридов и популяции по корреляции их массы 1000 зёрен с таким фактором, как среднесуточная температура воздуха в период «цветение метелки - полная спелость» (табл. 50). Так, у раннеспелых гибридов Машук 170 и Росс 199 выявлена слабая обратная корреляция. У среднеранних гибридов Ньютон и Росс 299 данной зависимости не обнаружено. У остальных гибридов по мере повышения их группы спелости (с увеличением ФАО) росла прямая корреляция массы 1000 зёрен со среднесуточной температурой воздуха за период «цветение метелки - полная спелость»: от слабой (0,25 lt; г lt; 0,5) у среднеранней популяции Российская 1, до средней (0,5 lt; г lt; 0,75) у среднеспелых гибридов (РИК 345, Краснодарский 382) и сильной у среднепоздних гибридов Эрик и Краснодарский 410 (г gt; 0,75).

Таблица 50 - Коррєляция мєжду отдєльньми факторами и массой

1000 зёрeн кукурузы (CтГAУ, засушливая зона, 2004 - 200б годы)

Связано это с тем, что у раннеспелых гибридов период «цветение метелки

• полная спелость» проходил только на фоне нарастания среднесуточных температур. У остальных гибридов по мере увеличения продолжительности их вегетационного периода происходило снижение среднесуточной температуры воздуха за данный период: растения раннеспелого гибрида Машук 170 заканчивали свою вегетацию с среднем при среднесуточной температуре воздуха + 27 оС, а растения среднепозднего гибрида Эрик - только при + 11 оС.

В отношении суммы активных температур за межфазный период «цветение метёлки - полная спелость» и высоты растений у всех генотипов выявлена слабая корреляция. Признак «число зёрен на початке» слабо обратно коррелировал с массой 1000 зёрен.

Масса зерна с початка является самым изменчивым признаком, так как она, по сути, есть результат изменчивости всех вышеперечисленных элементов структуры урожая. В наших исследованиях максимальная масса зерна с початка сформировалась как при раннем, так и при рекомендуемом сроках посева. При позднем сроке посева наблюдалось её снижение на 12,7%.

Использование в предпосевном протравливании семян препарата «ТМТД- плюс» способствовало росту массы зерна с початка на 9 граммов или на 6,8 %. Наибольшей отзывчивостью на применение изучаемого препарата отличался среднепоздний гибрид Эрик - увеличение данного показателя было на уровне 19 граммов, что составило 13,2 % .

Максимальную по опыту массу зерна с початка сформировал среднеспелый гибрид РИК 345 - в среднем 174 граммов и при рекомендуемом сроке посева на варианте с использованием препарата «ТМТД-плюс» - 195 граммов, а также среднепоздний гибрид Краснодарский 410 при раннем сроке посева в варианте с препаратом «ТМТД-плюс» - 194 граммов.

Корреляционный анализ парной связи отдельных факторов с массой зёрен с початка изучаемых гибридов кукурузы показал наличие различной направленности варьирования данного признака в зависимости от скороспелости гибрида и изменчивости среднесуточной температуры воздуха за межфазный период «цветение метелки - полная спелость» (табл. 51).

Таблица 51 - Корреляция между отдельными факторами и массой зёрен с початка гибридов кукурузы (СтГАУ, засушливая зона, 2004 - 2006 годы)

Так, у раннеспелых гибридов Машук 170 и Росс 199 отмечена средняя обратная корреляция массы зёрен с початка с данным фактором, у среднеранней популяции Российская 1 - слабая обратная корреляция, у среднеранних гибридов Ньютон и Росс 299, а также среднеспелого гибрида РИК 345 данной связи не обнаружено, у среднеспелого гибрида Краснодарский 382 - уже слабая прямая зависимость, у среднепоздних гибридов Эрик и Краснодарский 410 - средняя прямая зависимость.

Частая отрицательная взаимосвязь элементов структуры урожая кукурузы со среднесуточными температурами воздуха по межфазным периодам, особенно скороспелых форм, может быть объяснена тем, что высокие температуры почти всегда сопряжены с недостатком влаги в почве и воздушной засухой. Это, в свою очередь, негативным образом сказывается на росте и развитии кукурузного растения в целом и отдельных его элементов в частности.

Варьирование масса зерна с початка, как было уже показано выше, является результатом изменчивости таких элементов структуры урожая, как «число зёрен на початке» (средняя прямая корреляционная связь, 0,5 lt; г lt; 0,75) и «масса 1000 зёрен» (высокая прямая корреляционная связь, г gt; 0,75) у всех гибридов и популяции кукурузы.

Биометрические показатели растений гибридов и популяции кукурузы (высота и площадь листовой поверхности растений) имели, как и в отношении с массой 1000 зёрен, небольшое значение (слабая прямая корреляционная связь, 0,25 lt; г lt; 0,5).

Выход зерна при обмолоте початков в сравнительно благоприятных внешних условиях произрастания растений кукурузы относительно стабилен и индивидуальное варьирование этого элемента структуры урожая при этом значительно подавляется. В.С. Циков и Л.А. Матюха (1989) отмечают, что в зависимости от генотипа и условий выращивания его величина может составлять 82.88 %. И только крайне неблагоприятные условия в период цветения кукурузного растения такие, как высокие максимальные температуры воздуха и суховей в течение более 3 суток, а также почвенная засуха приводят к отмиранию пыльцы и рылец, нарушениям мейоза, вызывая череззерницу початка и появление бесплодных растений. Высокие температуры в сочетании с атмосферной засухой также сокращают продолжительность налива и снижают выполненность зерна, приводят к ненормальному его формированию, что в конечном итоге ведёт к снижению доли зерна в общем объёме сухого вещества и увеличению нетоварной части урожая (Физиология сельскохозяйственных растений, 1969; Ефанов, 2003).

В наших исследованиях таких явлений не наблюдалось и выход зерна при обмолоте початков составил 84 % не зависимо от варианта опыта.

Урожайность гибридов и популяции кукурузы в засушливой зоне Отношение гибридов кукурузы к изменению сроков посева зависит от комплекса генетически обусловленных требований к условиям среды. Многими авторами экспериментально установлены существенные различия в реакции на изменение сроков посева у отдельных гибридов, относящихся как к одной, так и к разным группам спелости (М1еёеша, 1982). В то же время отклонение от оптимального для каждого из гибридов срока сопровождается потерями урожая, которые, по оценкам К. Бахмана, Ф. Берга, М. Фехнера (1982), могут достигать

3. % на каждый день задержки.

В связи с чем, нами изучен характер проявления урожайных свойств гибридов кукурузы различных групп спелости, взятых в качестве предмета исследования, в зависимости от изменения сроков посева (табл. 52). В зависимости от срока посева урожайность гибридов кукурузы складывалась следующим образом. В среднем по всему набору гибридов и предпосевной обработки семян максимальный сбор зерна кукурузы обеспечивался как при посеве при прогревании почвы на глубине заделки семян до +10.12 оС (рекомендуемый срок посева), так и при посеве при прогревании почвы на глубине заделки семян до +7.8 оС (ранний срок посева). Смещение даты начала посева на поздние сроки (при прогревании почвы на глубине заделки семян до +15 оС) приводило к снижению данного показателя на 0,74 и 0,78 т/га, соответственно, к уровню раннего и рекомендуемого сроков посева.

Таблица 52 - Влияние сроков посева и предпосевной обработки семян протравителями на урожайность гибридов кукурузы, т/га (СтГАУ,               засушливая зона, 2004 - 2006 годы)

Выявленные в среднем по всем вариантам тенденции, в общем, сохраняются и при рассмотрении варианта предпосевного протравливания семян изучаемым препаратом ТМТД-плюс. Так, на данном варианте максимальная урожайность кукурузы отмечена при раннем сроке посева. Посев в рекомендуемый срок обеспечивал сбор зерна на 0,24 т/га меньше (рис. 18). Но, эта величина находится в пределах ошибки опыта, следовательно, не существенна. Отклонение в сторону позднего срока посева однозначно приводило к снижению урожайности на 0,90 и 0,66 т/га, соответственно, к показателям раннего и рекомендуемого сроков посева.

Эти данные хорошо согласуется с результатами исследования многих других авторов таких, как В.А. Гумидова, Л. Д. Чеснокова (1996), В.С. Циков, В.П. Бондарь, А.В. Черенков (1998), Б.М. Кошен (2001), Т.И. Борщ (2005), А.Э. Панфилов (2005), Р.В. Кравченко, В.Ю. Герасименко (2007), которые считают, что урожайность кукурузы снижается при поздних сроках посева.

В среднем по опыту за годы исследования применение препарата «ТМТД- плюс» способствовало увеличению урожайности гибридов кукурузы на 0,49 т/га (на 6,9 %) при увеличении его значимости в условиях раннего и позднего посевов, отличающихся от оптимальных для биологии развития растений кукурузы по агроклиматическим параметрам.

е^°

Срок посева

контроль (ТМТД) ЕЗ ТМТД-плюс

Рисунок 18 - Влияние сроков посева и предпосевной обработки семян протравителями на урожайность кукурузы, т/га (СтГАУ, засушливая зона, 2004 - 2006 годы)

Ранний посев характеризуется менее благоприятными внешними условиями на этапе прорастания семян (среднесуточные температуры воздуха ниже оптимума, но в рамках биологического минимума), а поздний посев - в период от цветения до полного созревания зерна. А именно: во время цветения при этом среднесуточные температуры воздуха выше оптимальных, а влажность воздуха и почвы - ниже. В период налива зерна растения кукурузы позднего срока посева получали меньше тепла, чем при других сроках. Всё это и определило то, что если при рекомендуемом сроке посева в варианте с применением изучаемого препарата «ТМТД-плюс» по сравнению с контролем рост урожайности кукурузы был в пределах 0,22 т/га (2,9 %), то на фоне раннего и позднего посевов - 0,79 и 0,46 т/га или 11,0 и 6,9 %, соответственно. В итоге, данные показатели в варианте с ранним сроком посева и применением для предпосевной обработки семян препарата «ТМТД-плюс» превысили показатели рекомендуемого срока посева варианта с применением в качестве протравителя семян общепринятого препарата ТМТД на 0,46 т/га, что составляет 6,1%.

Эффективность препарата «ТМТД-плюс» при предпосевном протравливании семян кукурузы, как уже отмечалось ранее, во многом обусловлена присутствием в его составе регулятора роста Крезацина, действие которого усиливается при ухудшении условий произрастания растений кукурузы. Это подтверждает Н.А. Архипова (2004), в опытах которой в более жёстких для кукурузы по сравнению с Центральным Предкавказьем условиях Южного Урала применение при предпосевной обработке семян регулятора роста Крезацина способствовало росту урожайности кукурузы на 17,7 %. В зоне достаточного увлажнения с меньшей теплообеспеченностью по сравнению с условиями проведения данных полевых опытов (засушливая зона) использование данного препарата обеспечило увеличение сбора зерна кукурузы на 11,5 % (Герасименко, Кравченко, 2007).

На варианте с обработкой семян общепринятым препаратом ТМТД наибольшая урожайность наблюдалась при рекомендуемом сроке посева. При раннем сроке посева снижение урожайности находилось в пределах 0,33 т/га. При позднем сроке посева урожайность уменьшалась, соответственно, к раннему и рекомендуемому срокам посева на 0,57 и 0,90 т/га.

Дисперсионный анализ результатов исследований за 2004 год показал, что опыт выполнен с высокой точностью (Бх, % = 2,62) при критерии НСР05 равном

0. 57 т/га. Суммарное влияние факторов Яу = 96,0 %; влияние повторений отсутствовало (Яр = 0,0); влияние случайных факторов (amp;г) было на уровне 4,0 %. Влияние сроков посева (ЯА) на урожайность зерна гибридов кукурузы составило - 40,0 %, выбора гибрида (Яв) - 46,0 %, предпосевного протравливания семян (Яс) - 5,0 %.

Согласно статистическим обработкам данных, полученных в 2005 году, влияние сроков посева в засушливой зоне Центрального Предкавказья равнялось

• 24,0 %, доля влияния выбора гибрида - 40,0, степень влияния предпосевной обработки семян - 7,0 %. Критерий наименьшей существенной разности при высокой точности опыта (Бх, % = 1,18) составил на пятипроцентном уровне значимости - 0,20 т/га. Суммарное влияние факторов Яу = 98,0 %; влияние повторений отсутствовало (Яр = 0,0); влияние случайных факторов (Кг) было на уровне 2,0 %.

В 2006 году доля влияния каждого из изучаемых факторов и их взаимодействий в общей дисперсии урожайности зерна гибридов кукурузы различных групп спелости была следующей: сроков посева - 47,0 %, выбора гибрида - 45,0, предпосевной обработки семян - 8,0 %. Опыт выполнен с высокой точностью (Бх, % = 1,55) при НСР05 = 0,35 т/га. Суммарное влияние факторов Яу = 97,0 %; влияние повторений отсутствовало (Яр = 0,0); влияние случайных факторов (amp;г) было на уровне 3,0 %.

В среднем за годы исследований формирование урожая зерна кукурузы на

0. % зависело от срока посева. Это ниже вклада генотипа, так как на 43,7 % уровень урожайности обусловливается выбором гибрида, что, в свою очередь, свидетельствует о доказанных различиях в отзывчивости изучаемых гибридов на внешние условия (рис. 19). Доля влияния предпосевного протравливания семян на сбор зерна гибридов кукурузы составила 6,7 %.

исунок 19 - Влияние элементов технологии возделывания на формирование урожая зерна кукурузы, % (СтГАУ, засушливая зона, 2004 - 2006 годы)

Дальнейший анализ наших исследований подтвердил тесную зависимость оптимальных сроков посева кукурузы от скороспелости её гибридов. При рассмотрении урожайных показателей каждого гибрида в отдельности необходимо отметить, что у раннеспелого гибрида Машук 170 выявлена однонаправленное влияние сроков посева: чем позже посев, тем меньше урожайность на обоих вариантах предпосевного протравливания семян, соответственно, на 9,7 и 10,0 % - при рекомендуемом сроке посева и на 15,3 и 18,8 % - при позднем.

Влияние исследуемого протравителя «ТМТД-плюс», в состав которого входит регулятор роста Крезацин, выразилось в увеличении урожайности в среднем на 0,55 т/га, что составило 7,9 %. При этом значимость его увеличивалась при отклонении от рекомендуемого срока посева. Так, если при рекомендуемом сроке посева урожайность увеличилась на 0,48 т/га (на 6,9 %), то при раннем и позднем сроках - на 0,42 и 0,67 т/га или на 6,9 и 10,5 %, соответственно. На эту важную особенность регуляторов роста - повышать устойчивость растений к неблагоприятным факторам среды указывают в своих работах как отечественные авторы (Деева, 1989; Деева, Шелег, Санько, 1989), так и зарубежные исследователи (Yamada, Suge, Nakamura, 1963; Sanu, Solanki, РаБИога, 1993; Clouse, Langford, McMorris, 1996).

Аналогичные закономерности выявлены в варианте с применением изучаемого протравителя семян ТМТД-плюс у раннеспелого гибрида Росс 199, среднеспелого гибрида Краснодарский 382, среднепоздних гибридов Эрик и Краснодарский 410. То есть данные тенденции характерны для большинства гибридов в данном варианте и для третьей части вариантов всего опыта.

Для среднеранней популяции Российская 1 в варианте с применением изучаемого протравителя семян ТМТД-плюс и для среднепозднего гибрида Краснодарский 410 в варианте с применением общепринятого протравителя семян ТМТД оптимальными явились как рекомендуемый, так и ранний сроки посева. Посев в поздний срок однозначно приводил к снижению урожайности у популяции Российская 1 на 11,5 - 12,4 % и у гибрида Краснодарский 410 на 3,9 - 6,5 %.

Среднеранние гибриды Ньютон и Росс 299 были менее подвержены сроковому воздействию, показав довольно низкое колебание числовых показателей урожайности зерна не только по изучаемым вариантам, но и по годам. При этом показатели как раннего, так и рекомендуемого и позднего сроков посева, возможно, считать равными, так как разница между ними находится в пределах ошибки опыта и потому не существенна. Влияние исследуемого протравителя семян «ТМТД-плюс» не было зафиксировано.

На всех остальных вариантах растения кукурузы максимальную урожайность сформировали при рекомендуемом сроке посева. Отклонение в сторону как раннего, так и позднего сроков посева приводило к снижению данного показателя в контрольном варианте протравливания семян (ТМТД) у раннеспелого гибрида Росс 199, соответственно, на 7,3 и 26,5 %, у среднеранней популяции Российская 1 - на 8,2 и 31,6 %, у среднеспелого гибрида Краснодарский 382 - на 11,0 и 6,0 %, у среднепозднего гибрида Эрик - на 5,9 и 21,7 %, у среднеспелого гибрида РИК 345 на варианте с применением изучаемого протравителя семян ТМТД-плюс, соответственно, на 5,3 и 20,5 % и на варианте с применением общепринятого протравителя семян ТМТД - на 12,3 и 17,5 %.

Как видно, при раннем сроке посева урожайность данных гибридов и популяции была выше, чем при позднем сроке посева. Следовательно, их целесообразнее начать сеять раньше, чем опоздать с посевом.

Максимальной отзывчивостью на применение в предпосевном протравливании испытываемого препарата «ТМТД-плюс», содержащем в своём составе регулятор роста Крезацин, характеризовался среднепоздний гибрид Эрик. Эффект при этом в среднем по опыту составил 12,5 %.

При рассмотрении показателей урожайности каждого гибрида в отдельности необходимо отметить, что в отношении среднеранних гибридов Ньютон и Росс 299 срок посева значения не имеет, их возможно сеять во все изучаемые сроки без потери урожая. Посев раннеспелого гибрида Машук 170 и среднепозднего гибрида Краснодарский 410 необходимо проводить в самые ранние сроки при прогревании почвы на глубине заделки семян до +7.+8 оС. Запаздывание с посевом гарантированно приводит к снижению урожая зерна. В тоже время к посеву среднеспелого гибрида РИК 345 не зависимо от варианта предпосевного протравливания семян, а также раннеспелого гибрида Росс 199, среднеранней популяции Российская 1, среднеспелого гибрида Краснодарский 382 и среднепозднего гибрида Эрик при использовании в предпосевном протравливании общепринятого препарата ТМТД необходимо приступать в рекомендуемый срок при прогревании почвы на глубине заделки семян до +10...+12 оС. Но, не смотря на то, что посев как в ранние, так и поздние сроки приводит к уменьшению урожайности, не рекомендуется запаздывать с их посевом: урожайность при раннем сроке посева на всех вариантах выше, чем при позднем сроке.

При применении в предпосевном протравливании семян испытываемого препарата «ТМТД-плюс», содержащем в своём составе регулятор роста Крезацин, для среднеранней популяции Российская 1 ранний срок посева также является приемлемым, а в отношении раннеспелого гибрида Росс 199, среднеспелого гибрида Краснодарский 382 и среднепозднего гибрида Эрик - оптимальным.

Таким образом, проведенные опыты показали тесную зависимость оптимальных сроков посева кукурузы от скороспелости биотипа, что, в свою очередь, указывает на необходимость индивидуального подхода к каждому гибриду. Кроме этого, в условиях засушливой зоны Центрального Предкавказья ранний срок посева по показателю «урожайность зерна» не уступает рекомендуемому сроку посева для большинства гибридов и популяции кукурузы, особенно при применении в предпосевном протравливании семян изучаемого препарата «ТМТД-плюс». Смещение начала посева на поздние сроки приводило к снижению данного показателя.

Корреляционный анализ формирования урожая

Для установления направления и степени сопряжённости связи между средними за вегетацию кукурузы метеорологическими показателями, продолжительностью вегетационного периода, биометрическими параметрами, структурой и уровнем урожая зерна выполнен корреляционный анализ данных, полученных в наших исследованиях (табл. 53). Статистическая обработка полученных результатов показала сложный и во многом строго индивидуальный характер парной корреляции урожая зерна гибридов кукурузы с вышеперечисленными факторами, что подтверждается противоречивостью мнений в литературе по данному вопросу. Так, результаты, полученные А.Э. Панфиловым (2005), свидетельствуют об определяющей роли массы 1000 семян в реализации продуктивного потенциала кукурузы в Зауралье. Судя по коэффициентам корреляции и детерминации, у раннеспелых гибридов колебания урожайности по годам находятся в прямой зависимости, близкой к тесной, от сильно варьирующей массы 1000 зёрен. Вместе с тем, по данным Е.Л. Тепловой, Ы.Б. Болокбаева и К.С. Седоева (1981) связь этого признака с продуктивностью слабо прослеживается.

В наших опытах отражены оба этих мнения: корреляционная связь массы 1000 зёрен с урожайность у среднепоздних гибридов Эрик и Краснодарский 410, среднеспелых гибридов РИК 345 и Краснодарский 382, а также среднеранней популяции Российская 1 была высокой (г gt; 0,75). У раннеспелых гибридов

Машук 170 и Росс 199 она была средней (0,5 lt; г lt; 0,75), а у среднеранних гибридов Ньютон и Росс 299 - отсутствовала (г lt; 0,25).

Таблица 53 - Корреляции между отдельными факторами и урожайностью гибридов кукурузы (СтГАУ, засушливая зона, 2004 - 2006 годы)

Различная потребность гибридов и популяции кукурузы в теплообеспеченности в процессе своего развития выразилась в неодинаковой корреляции урожайности зерна кукурузы от средней температуры воздуха за вегетационный период: от высокой обратной связи у раннеспелых гибридов Машук 170 и Росс 199 до высокой прямой связи у среднепоздних гибридов Эрик и Краснодарский 410.

Высокой оказалась степень сопряжённости урожайности зерна кукурузы с такими элементами структуры урожая как масса зерна с початка, а также числом зёрен на початке у всех гибридов и популяции кукурузы.