Реализация потенциала гибридов кукурузы в зависимости от сроков посева

Сорта и гибриды кукурузы отличаются друг от друга по многим биологическим, хозяйственным, морфологическим, генетическим признакам и свойствам. Часть их учёным известна, другая нет.

В.Л. Запорожченко и др. (Значение сортовой агротехники..., 1986) отмечают, что основная функция сортовой агротехники - создание условий для максимальной реализации генетического потенциала гибрида, как в оптимальных, так и в неблагоприятных условиях. К важнейшим элементам сортовой агротехники авторы относят сроки посева, густоту растений, минеральное питание - т.е. факторы, в отзывчивости на которые проявляются достоверные различия, как между отдельными гибридами, так и между группами скороспелости. Й. Йорданов (1989) делает вывод о том, что в условиях интенсификации производства кукурузы необходима сбалансированность основных факторов продуктивности генотипов и агроэкологических условий, включая, естественно, сроки посева, орошение, плотность посева, уровень минерального питания.

Из перечисленных выше элементов сортовой агротехники наиболее радикально на агроэкологическую обстановку воздействует именно срок посева, определяя такие ее составляющие, как тепло- и влаго-обеспеченность, фотопериод, фитосанитарные условия и т.д.

Влияние срока посева на рост и развитие растений кукурузы зависит от генетически обусловленной реакции гибрида на целый комплекс факторов внешней среды, что предопределяет изучение этого вопроса в неразрывной связи, как с агроклиматическими условиями, так и с генотипом (Кравченко, Герасименко, 2007).

Поэтому, выбор оптимальных сроков посева определяется множеством факторов, главными из которых являются общие ресурсы тепла, температурный режим почвы и воздуха в период прорастания семян и цветения растений с учетом их колебаний по годам, запасы влаги в общем и по межфазным периодам развития растений, фитосанитарная обстановка, скороспелость гибридов и их реакция на теплообеспеченность, уровень защиты растений и др. (Попов, 1976; Борщ, Багринцева, 2002). Отрицательной стороной ранних сроков посева является повышенная вероятность засорения кукурузы малолетними сорняками (Панфилов, 1992).Фактически при оптимизации сроков посева возникают в основном два ограничения - с одной стороны, температурный режим начала вегетации, детерминирующий рост и развитие растений в ювенальном возрасте, с другой - общие ресурсы влаги, а также высокие дневные температуры воздуха в период цветения растений кукурузы, влияющий на процесс полноценного оплодотворения початков.

В общем, при определении сроков посева кукурузы необходимо строго придерживаться известного агрономического правила: любую культуру надо высевать в соответствии с биологическими особенностями, а также почвенными, погодными и агротехническими условиями.

До последнего времени общепринятым для кукурузы сроком посева являлся период, который был обоснован ходом суточной температуры почвы и привязан к устойчивому переходу ее через отметку +10 оС на глубине заделки семян. Экспериментальное подтверждение этого ограничения получено в многочисленных исследованиях, проведенных в разных почвенноклиматических зонах и в различные периоды прошлого столетия (Zseheischler

u.a., 1984; Michalska, 1985; Шпаар, Дрегер, Крацш и др., 1999;). Посев в непрогретую почву, как правило, удлиняет период прорастания семян, что может привести к снижению полевой всхожести и энергии начального роста (Гурьев, Зуза, 1991; Кравченко, Герасименко, 2005).

Подтверждается это и в других регионах. По мнению В.С. Цикова (1984) в Амурской области существенное значение в борьбе за получение высокого урожая кукурузы имеет срок посева. Здесь кукурузу на силос высевают 18 - 25 мая. В это время температура почвы на глубине заделки семян составляет - +10...+12°С (Зональная система земледелия... 1985).

Близка по смыслу и рекомендация Г.С. Сарапуловой (1955). Проведя посев кукурузы 30 апреля, 15 мая и 30 мая наибольший урожай зерна она получила при посеве 15 мая - 49,1 ц/га (Возделывание кукурузы., 1955).

Иной подход к выбору срока посева кукурузы у И.В. Мацыны (1983), которая считает, что основным критерием при этом является температура не почвы, а воздуха, которая к моменту появления всходов должна установиться около +15 оС. Ещё ранее к аналогичному выводу пришли М.Ф. Пугач (1960) и А.А. Васильченко (1972), которые для условий Северного Кавказа наиболее подходящим сроком посева считают устойчивое наступление среднесуточной температуры воздуха + 15 °С, при которой у растений кукурузы идут активный рост и развитие.

Также категоричен в отношении теплообеспеченности периода посева кукурузы и Л.А. Коноваленко (1965), который считает, что оптимальные сроки посева кукурузы наступают только при стабилизации температуры воздуха на уровне +13.+15 оС. Исследования, проведенные в условиях Зауралья Г.М. Сиротиным (1958), также указывают на более поздние сроки посева.

В тоже время, ТМ. Слободяник и Э.П. Криворученко (1994), изучая срок посева кукурузы, не установили четкой зависимости урожая кукурузы от срока посева, и пришли к выводу, что посев необходимо начинать, когда температура почвы на глубине заделки семян достигнет - +8.+10 оС, что ниже общепринятых до последнего времени температур. То же отмечают В. С. Ильин и В.И. Гаценбиллер (1995), указывая на неприемлемость для лесостепи Западной Сибири идеального срока посева, связанного с прогреванием почвы до +10.+12 °С. А.Э. Панфилов (2005) дополняет их, подчеркивая, что в лесостепи Зауралья, где переход среднесуточной температуры воздуха через +10 °С в различных зонах отмечается с 5 - 7 до 10 - 13 мая, при традиционно поздних сроках посева теряется значительная сумма активных температур. Увеличить коэффициент использования тепловых ресурсов конкретной зоны возможно, сместив сроки посева на более ранние даты. Климатические условия региона позволяют производить посев кукурузы в первой декаде мая, на 15 - 20 суток раньше традиционных сроков. Это способствует оптимизации условии теплообеспеченности в генеративный период, повышению использования ресурсов тепла на 9.10%.

Наметившиеся тенденции явились продолжением современного подхода в селекции кукурузы, направленного на создание новых адаптивных гибридов, что позволяет предполагать иной характер взаимодействия «генотип - сроки посева» и, соответственно, возможность ослабления негативных факторов при посеве в ранние сроки за счет повышения холодостойкости и экологической пластичности растений кукурузы.

Теоретическим обоснованием возможности ранних посевов такой теплолюбивой культуры как кукуруза является достаточно широкий диапазон устойчивости кукурузы к температурам охлаждения. В работах Р. М1еёеша (1982) и Г.Е. Шмараева (1999) отмечается наличие разброса биотипов кукурузы по минимальной температуре прорастания семян от +4.+6 до +10.+12 оС. Л.Н. Ивахненко (1968) сообщает о холодостойких формах, не только прорастающих, но и сохраняющих нормальную энергию роста при пониженных температурах около +4 оС.

При этом, как правило, более холодостойки сорта сибирского и приуральского происхождения (Высокос, 1964), а также кремнистые и кремнисто-зубовидные морфотипы (Шмараев, 1975 и др.). Опыты, проведенные Е.А. и Б.Г. Аненковыми (1974), а также В.С. Циковым с Л.А. Матюхой (1989) доказывают, что кремнистые сорта менее требовательны к теплу в результате своей приспособленности к почвенно-климатическим условиям. Кроме того, кремнистая кукуруза, имеющая плотный кремнистый слой, окаймляющий зародыш и эндосперм со всех сторон, набухает медленнее зубовидной кукурузы и сохраняет способность к прорастанию на более длительный срок. Поэтому, в условиях лимитирующей теплообеспеченности с большой вероятностью возвратных холодов следует отдавать предпочтение кремнистым биотипам кукурузы вследствие их большей холодостойкости (Цуп, 1961). Их можно высевать раньше зубовидных сортов кукурузы при температуре почвы на глубине заделки семян +5.+6 оС (Анненкова, Анненков, 1974).

С.Н. Мустяца (1993) указывает на слабую зависимость холодостойкости от типа эндосперма, отмечая тесную связь этого признака со степенью гетерозиготности.

Поэтому, вопрос о сроках посева кукурузы следует рассматривать с точки зрения конкретных генотипов или их групп с учетом таких признаков, как адаптивность, экологическая пластичность, прямая и косвенная холодостойкость. То есть, результат воздействия низких температур на семена и проростки при ранних сроках посева в каждом конкретном случае определяется холодостойкостью гибрида. Подход, при котором оптимизация сроков посева рассматривается в связи с холодостойкостью, сформулирован для умеренной зоны России с 60-х годов прошлого столетия (Сикорский, 1967). Холодостойкость кукурузы обусловлена, с одной стороны, возрастом растений, а с другой - уровнями воздействия низких температур. Устойчивость кукурузы к температурам замерзания (от -2 до -4 °С), как правило, позиционная и заключается в том, что растение кукурузы переходит на автотрофный режим лишь с фазы третьего листа (Сгеуесоеиг, Ьеёеп, 1984). Это позволяет очередным листьям после повреждения отрастать из апикальной меристемы при условии ее сохранности в почве (Володарский, 1986).

В 70-х и 80-х годах полевые опыты с посевом холодостойких форм кукурузы в почву с температурой +6.+8 оС проводили как в нашей стране (Филиппов, Вишневский, 1989), так и за рубежом (М1еёеша, 1982). При этом вышеназванные авторы указывали на возможность данных посевов при условии не превышения продолжительности охлаждения порядка 5 - 7 суток.

Основой для такого подхода послужили исследования А.К. Вершинина (1956) и М. Штанделя (1956). По их данным максимальная урожайность кукурузы достигалась при ранних сроках посева. Неоценимый вклад также внесли Ф.М. Куперман (1956) и А.Г. Силин (1958), изучив закономерности развития и роста растений кукурузы в новых районах ее возделывания с меньшей теплообеспеченностью периода вегетации. С физиологической точки зрения вопрос о необходимых температурных параметрах для нормальной жизнедеятельности растений кукурузы рассматривали С.С. Андреенко и Ф.М. Куперман (1959). Еще ранее вопросами определения сроков посева занимались такие ученые, как Н.А. Дроздов (1949), В.П. Мосолов (1948), Н.Л. Скалозубов (1914, 1915), В.В. Таланов (1911, 1925), П.Д. Ростовцев (1891).

Современный подход к вопросу о сроках посева, благодаря целенаправленной селекции на холодостойкость, претерпел некоторые изменения. Исследования, проведенные за последние 15.20 лет, показали, что для современных интенсивных гибридов оптимальные сроки посева наступают на 10.20 дней раньше принятых не только в южных районах нашей страны, то есть в традиционной зоне производства товарной продукции кукурузы (Вого'шесЫ, 1985; Копamp;с, 1985; Борщ, 2005; Кравченко, Шовканов, 2008), но и в более серенных районах (Ильин, 1982; Ильин, Гаценбиллер, 1995; Панфилов, 2001). При этом прибавки урожая, колеблющиеся от 16 до 30 %, формируются под влиянием комплекса факторов: удлинение периода активной вегетации и накопления сухого вещества, оптимизация водного и теплового режимов в различные периоды вегетации, особенно в фазу цветения, уменьшение потерь за счет уборки в более ранние сроки. Поскольку дополнительный сбор сухого вещества формируется за счет початков, ранние сроки посева обеспечивают повышение энергетической ценности урожая.

На это же указывают и другие исследователи, утверждая, что холодостойкие раннеспелые и среднеранние гибриды высевают на 10 - 15 дней раньше оптимальных сроков (Кукуруза, 1980, Правосудова, 1999). При ранних посевах кукурузы по сравнению с посевами в обычно принятые агротехнические сроки имеется возможность дополнительно использовать за счет дневных тепловых прогревов не менее 200.300 оС положительных температур, что особенно важно для развития кукурузы (Панфилов, 2004).

Посев гидрофобизированными семенами в ранние сроки даёт возможность получать более ранние всходы. Ранние всходы со значительным опережением, по сравнению со всходами обычного срока посева, формируют мощную корневую систему. В результате растения приобретают большую устойчивость к засухе, продуктивнее используют зимне-весенние запасы влаги в почве, на 2 - 3 недели раньше заканчивают формирование листостебельной массы и початков (Лобанов, Файнцимер, 1964).

С ними согласны и другие авторы, утверждая, что при более ранних посевах кукурузное растение лучше использует осенние и зимние осадки, меньше подвергается засухе, быстрее развивается (Бурлака, 1970).

В своих работах по изучению срока посева кукурузы А.С. Садеков и И.Л. Мугинов (1998) показывают, что при посеве на 7 дней раньше обычных сроков в урожае повышается содержание сухого вещества на 2,5 %, на 14 дней на 3,8 %. Скороспелые гибриды кукурузы способны использовать дневные максимумы весенних температур, раньше давать всходы.

При этом еще необходимо учитывать, что поздние весенние заморозки также является одним из важных факторов, которые определяют выбор сроков посева гибридов кукурузы. С учетом позиционной устойчивости растений кукурузы к температурам замерзания, предельные сроки посева ограничиваются вероятностью выхода растений из фазы третьего листа к дате последнего заморозка интенсивностью более 2 °С (Грушка, 1965). Исходя из этого ограничения, в Центральном Предкавказье заморозки не представляют реальной опасности при посеве в первой декаде апреля. В лесостепи Белоруссии (Ковшер, 1965) и в Смоленской области (Красавина, 1965) рекомендуется посев в третьей декаде апреля. В Курганской области по данным Г.М. Сиротина (1958) и И.Л. Сикорского (1967) этому правилу отвечает посев в первой декаде мая.

Посев кукурузы в более ранние сроки способствует увеличению периода «всходы - цветение початка» и за счет этого сокращению периода от цветения до созревания зерна. При этом общий вегетационный период увеличивается, повышая тем самым продолжительность интенсивного процесса фотосинтеза и продуктивность растения. При поздних сроках посева позднеспелых гибридов, несмотря на очень небольшой отрезок времени от посева до всходов, вегетационный период кукурузы продолжительный. Объясняется это тем, что созревание растений происходит в более поздний период (конец сентября - начало октября), когда среднесуточные температуры воздуха заметно ниже, чем в конце августа и начале сентября и для набора необходимой суммы эффективных температур требуется больше дней (Толорая, Лавренчук, Чумак и др., 2003). Недобор урожая при этом может достигать 30 % (Ильин, Гаценбиллер, 1995).

При определении срока посева не всегда можно исходить из температуры почвы, необходимо считаться со среднемноголетними климатическими особенностями (Интенсивная технология..., 1991).

Вопрос о сроках посева кукурузы в Центральном Предкавказье рассматривался учёными начиная с 50-х годов ХХ столетия (Гончаров, Пономарев, 1959). В Ставропольском крае влияние сроков посева (26 - 28 апреля, 13 и 28 мая) на развитие и урожайность кукурузы изучалось в засушливой зоне. Отмечена большая зависимость урожая кукурузы от погодных условий, чем от срока посева. Л.Д. Максименко (1972) добавляет, что положительным моментом для засушливых районах этого региона, где переход среднесуточной температуры воздуха через 10 °С отмечается с конца апреля до

10. мая, при ранних сроках посева кукурузы в физически спелую почву по сравнению с посевами в обычно принятые агротехнические сроки является возможность дополнительно использовать до 200 градусов положительных температур. С данным мнением согласен и А.Э. Панфилов (1992) для лесостепной зоны Зауралья.

В зоне неустойчивого увлажнения влияние сроков посева (10 и 24 апреля, 8 и 22 мая) на урожайность кукурузы изучалось на Ставропольской селекционно-опытной станции в 1956 - 1963 годы. (Максименко, 1963). Наибольшая урожайность среднеспелого гибрида ВИР 42 была получена при посеве в конце апреля - первой декаде мая. На основании проводившихся опытов в Ставропольском крае рекомендовалось кукурузу высевать в северных районах с 25 апреля по 10 мая. В южных районах края, по мнению В.И.Нечаева,

С.Г. Сыроватского (1970), В.И. Нечаева (1976), В.В. Миленина (1991), где почва прогревается медленнее, к севу нужно приступать позже.

В зоне достаточного увлажнения Ставропольского края влиянию сроков посева на формирование урожая зерна кукурузы должное внимание стало уделяться только в последнее десятилетие (Борщ, 2005). В условиях предгорной зоны Ставропольского края изучались сроки посева с 15 апреля по 10 мая. Посев проводили с интервалом в 5 дней. Лучшими были признаны сроки в конце апреля (с 20 по 25 апреля).

Однако выбор времени посева на практике вызывает ряд затруднений. Появление гибридов нового поколения (с высокой адаптивностью и экологической пластичностью) требует более детального изучения сроков посева применительно к конкретным природно-климатическим условиям зоны выращивания. В засушливой зоне Ставропольского края влияние сроков на формирование урожая зерна новых гибридов кукурузы изучено крайне слабо. Поэтому оптимизация сроков посева должна рассматриваться как один из факторов реализации продуктивного потенциала кукурузы.