Биологические особенности кукурузы.

Кукуруза – растение семейства Мятликовых. В отличии от других злаковых это растение с раздельнополыми соцветиями, но однодомные. Мужские соцветия в виде развесистой метелки находятся в верхней части стебля, а женские – в пазухах листьев в виде измененного колоса, называемого початком. В каждом растении бывает 1 – 2 развившихся початка, иногда больше. Зачаточные початки могут образовываться в пазухах всех листьев. Масса початка 100 – 300 грамм и более. В каждом початке образуется несколько сот зерен. Число рядов зерен в початке всегда четное (от 8 до 24). Снаружи початок покрыт оберткой, которая состоит из тонких видоизмененных листьев. Завязь в женских цветках сидячая, столбик пестика длинный, нитевидный, с раздвоенным рыльцем на верхушке. В момент цветения столбики выдвигаются из початков наружу, образуя светлые шелковистые нити длиной 20- 30 см, затем буреющие и опадающие.

Метелки кукурузы (мужские соцветия) несут от 750 до 1200 колосков. Одна метелка может дать 15 -20 миллионов пыльцевых зерен.

Выделяют следующие фазы роста и развития кукурузы: начало и полное появление всходов, начало и полное появление метелок, начало и полное появление початков (появление нитей), молочное, молочно-восковое состояние зерна, восковая спелость, полная спелость. Длительность межфазных периодов определяется сортовыми особенностями, погодными условиями и агротехникой.

В первый период, до образования первого надземного стеблевого узла, кукуруза растет очень медленно. Затем темпы роста растений постепенно увеличиваются, достигая максимума перед выметыванием. В это время приросты растений при благоприятных условиях составляют 10-12 сантиметров в сутки. После цветения рост их в высоту прекращается. Критические периоды в формировании высокого урожая – фаза 2– трех листьев, когда происходит дифференциация зачаточного стебля, и фаза 6-7 листьев, когда определяется размер початка. Наиболее важные фазы в развитии кукурузы следующие: 1) формирование метелки, которое происходит у скороспелых, среднеспелых и позднеспелых сортов соответственно в фазе 4 – 7-го листа, 5 – 8-го и 7 – 11-го листа; 2) формирование початка, которое происходит у указанных сортов соответственно в фазе 7– 11-го, 8 – 12-го и 11 – 16-го листа. За 10 дней до выметывания и спустя 20 дней после окончания цветения растения накапливают до 75% органической массы. Засуха, переувлажнение почвы, недостаток минерального питания в период цветения и оплодотворения ухудшают оплодотворение, снижают озерненность початков. Максимальное количество сырой массы у растений отмечается в фазе молочного состояния; сухого вещества – в конце восковой спелости.

Плод – зерновка, обычно голая, крупная. Масса 1000 семян у мелкосеменных сортов 100 – 150 г, у крупносемянных – 300 – 400 г. В зависимости от группы и сорта (гибрида) зерновки кукуруза имеет различную окраску – белую, кремовую, желтую, оранжевую, красную и др. В початке в зависимости от сорта и условий выращивания образуется от 200 до 1000 зерен. В среднем хорошо озерненный початок имеет 500 -600 зерен. Зерно состоит из оболочки, эндосперма и зародыша. В эндосперме различают мучнистую и роговидную части.

Для формирования высокого урожая зерна посевы кукурузы должны сформировать на 1 га листовую поверхность около 40 -50 тыс. м² и более, для зеленой массы – 60 – 70 тыс. м² и более.

При оценке кормового достоинства кукурузы следует иметь в виду, что по мере ее развития возрастает содержание сухого вещества и протеина. Поэтому если климатические и погодные условия позволяют, то выгоднее доводить кукурузу до восковой спелости (смотреть в прилож. Табл. № 1)

Продолжительность вегетативного периода у кукурузы колеблется от 75 до 180 дней и более. Отмечена тесная зависимость между длиной вегетационного периода и числом листьев на растении (коэффициент корреляции 0,82 – 0,99), а также между длиной вегетационного периода и урожаем зерна (0,70).

Кукуруза (Ζeа mаys) имеет много форм и сотов. В дикорастущем виде не встречается. По форме, химическому составу и внутреннему строению зерновок выделяют восемь подвидов кукурузы: зубовидная, кремнистая, крахмалистая, сахарная, крахмалисто-сахарная, лопающаяся, восковидная и пленчатая.

   С продолжительностью периода вегетации разных сортов кукурузы связаны высота растений, количество, длина и ширина листьев, общая листовая поверхность и урожайность. Для каждой области или района имеется возможность подобрать для возделывания наиболее подходящие сорта.

В нашем районе в выращивают в основном Зубовидную, сорта и гибриды которой относятся к позднеспелым. Также выращивают Кремнистую кукурузу. Она отличается холодостойкостью, неполегаемостью, устойчивостью к болезням и менее требовательна к условиям произрастания, имеет как исключительно позднеспелые, так и предельно скороспелые формы.

Требования к температуре. Кукуруза – теплолюбивое растение. Семена прорастают при температуре 8 – 10ºС, всходы появляются при 10 –12ºС. Чрезмерно ранний посев в холодную переувлажненную почву приводит к гибели семян и изреживанию всходов. Наиболее благоприятная температура для роста растений 25 – 30ºС, выше, чем у зерновых колосовых культур (20 – 25ºС). Максимальная температура, при которой прекращается рост, 45 – 47ºС. Пыльца кукурузы содержит около 60% воды и обладает слабой водоудерживающей способностью. При температуре выше 30 -35ºС и относительной влажностью воздуха около 30% она быстро, в течение 1 – 2 часов после растрескивания пыльников, высыхает, теряя способность прорастать. Это ведет к плохой выполненности початков.

Заморозки в 2 -3ºС повреждают всходы, а осенью листья. Кукуруза легче переносит весенние заморозки, чем осенние. Поврежденные всходы способны в течение недели отрасти. Скороспелые сорта более северного происхождения лучше переносят понижение температуры и заморозки, чем южные позднеспелые сорта и гибриды кукурузы. Осенью, убитые морозом растения можно сушить на сено или силосовать. Делать это надо сразу после заморозков, так как мерзлые растения очень быстро загнивают. Заморозок в 3ºС приводит к потере всхожести недозрелого влажного зерна.

Требования к влаге. По требовательности к водному режиму кукуруза относится к мезофитам. На образование 1 ц. сухого вещества она расходует от 174 до 406 ц. воды, то есть меньше, чем овес и ячмень. Однако при высоких урожаях растения потребляют влаги много. Кукуруза хорошо использует осадки второй половины лета и частично осени. В результате растения накапливают большую органическую массу даже в довольно засушливых районах, чему способствует также хорошее развитие корневой системы.

В начальной фазе развития среднесуточный расход воды посевом кукурузы составляет 30 – 40 м³ с 1 га, а в период от выметывания до молочного состояния зерна – 80 – 100 м³ с 1 га. При богарной культуре в засушливых районах она дает хорошие урожай в годы, когда за июнь – август выпадает не менее 200 мм осадков, а при хороших весенних запасах влаги в почве – не менее 100 мм с явным преобладанием их в июле, когда происходит цветение.

Кукуруза относительно хорошо переносит засуху до фазы выхода в трубку. Недостаток же влаги за 10 дней до выметания и спустя 20 дней после выметывания (критический период) резко снижает урожай. В критический период формируется пыльца и начинается формирование семян. Обильное водоснабжение растений в начале вегетации, нерегулярные или недостаточные поливы в последующий период, когда потребность растений в воде возрастает, приводят к значительному снижению урожая зерна кукурузы.

Растения кукурузы переносят временный недостаток воды в почве и пониженную относительную влажность воздуха. Однако длительное привядание листьев угнетает ростовые процессы и нарушает образование репродуктивных органов. Оптимальные условия увлажнения складываются, когда влажность в корнеобитаемом слое почвы поддерживается поливами на уровне не ниже 75 – 80% наименьшей влагоемкости. Под влиянием орошения увеличиваются активная поглощающая поверхность корневой системы, поглощение корнями воды и питательных веществ, продуктивность фотосинтеза, снижается непродуктивное дыхание, повышается оводненность и водоудерживающая способность листьев. Кукуруза плохо переносит переувлажнение почвы. Из-за недостатка кислорода в переувлажненной почве замедляется поступление в корни фосфора, в результате снижается содержание общего, органического и нуклеинового фосфора, нарушается процесс формирования, энергетические процессы в корнях и белковый обмен.

Требования к свету. Кукуруза – светолюбивое растение короткого дня. Быстрее всего зацветает при 8 – 9-часовом дне. При продолжительности дня свыше 12 – 14 часов вегетационный период удлиняется. Кукуруза требует интенсивного солнечного освещения, особенно в молодом возрасте. Чрезмерное загущение посевов, засоренность их приводит к снижению урожая початков.

Требования к почве. Высокие урожаи кукурузы дает на чистых, рыхлых, воздухопроницаемых почвах с глубоким гумусовым слоем, обеспеченных питательными веществами и влагой, с рН 5,5 – 7. Это черноземные, темно-каштановые, темно-серые суглинистые и супесчаные, а также пойменные почвы. Высокие урожаи на силос при хорошей агротехнике можно получить и на дерново-подзолистых, осушенных торфяно-болотных почвах Нечерноземной зоны. Почвы, склонные к заболачиванию, а также с повышенной кислотностью (рН ниже 5) непригодны для возделывания этой культуры.

При прорастании семян кукуруза нуждается 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.

Непригодны под кукурузу сильно заплывающие и склонные к заболачиванию. Кислые почвы использовать после предварительного известкования за год – два до посева – 5 – 10 т/га. Так же следует участок под посев кукурузы обследовать на зараженность проволочником, и при его наличии принять меры для уничтожения, при численности более 40 – 50 личинок на 1 м² сеять нельзя.

Требования к питанию. Кукуруза требовательна к элементам питания.

Калий. Калий обеспечивает водоудерживающую способность коллоидов клеток, улучшает обмен веществ, повышает жизнеспособность растений. Он стимулирует фотосинтез, усиливает поступление воды в клетки, повышает осмотическое давление и тургор, уменьшает транспирацию, снижает коэффициент водопотребления. При недостатке его замедляется рост, растения приобретают темно-зеленую окраску, затем верхушки и края их желтеют и засыхают. При калийном голодании корневая система слабо развивается, у растений снижается устойчивость к полеганию.

В начале вегетации кукуруза интенсивно поглощает калий, его содержание в проростках повышается в сравнении с содержанием в зерне в 8 – 10 раз. Энергичное поглощение калия достигает максимума за 10 – 12 суток до выметывания метелки, а потом очень быстро уменьшается. После окончания цветения поступление калия в растение почти прекращается

Азот. Недостаточное количество азота в почве отрицательно сказывается на развитии корневой системы, в результате уменьшается поступление других элементов питания в растение, ухудшается работа ассимиляционного аппарата. Нарушение жизненных процессов вследствие азотного голодания вызывает пожелтение листьев, преждевременное их отмирание, что отрицательно влияет на продуктивность растений и качество зерна.

В начале вегетации кукуруза потребляет азот достаточно интенсивно, почти так же, как и калий. На единицу сухого вещества растения содержат в 2 – 3 раза больше азота в фазе 5 – 7 листьев, чем в фазе молочной и молочно-восковой спелости.

Фосфор. Фосфор необходим в течение всей вегетации и поступает в растение до полного созревания зерна. Потребность в нем ощущается с первых этапов жизни растения. Под его влиянием сокращается период роста листьев, ускоряется проникновение корней в нижние слои почвы, что особо важно при возделывании кукурузы в районах недостаточного и неустойчивого увлажнения. Недостаток фосфора в почве задерживает рост и развитие цветков и зерен в початках кукурузы. При недостатке фосфора листья становятся темно-зелеными с фиолетово-красным или лиловым оттенком и постепенно отмирают. Фосфор потребляется более равномерно, чем азот, особенно в период от появления всходов до начала цветения, после чего его поступление в растение продолжается почти до конца вегетации.

3.   Технология возделывания кукурузы.

Место в севообороте.

Лучшее место для кукурузы в лесостепной зоне – поле после озимых культур при полупаровой обработке почвы. В более увлажненной части лесостепной зоны хорошим предшественником для кукурузы оказывается и сахарная свекла. Возможны посевы кукурузы и после яровой пшеницы в зоне ее наибольшего распространению. Кукуруза занимает в севообороте пропашное поле.

Наилучшим предшественником являются культуры, после выращивания, которых поле остается чистым от сорной растительности, с большим запасом питательных веществ. К ним относятся зерновые бобовые, озимые, картофель, кукуруза, яровые колосовые. Кукурузу длительное время можно возделывать на одном поле бессменно, Внесение повышенных доз органических и минеральных удобрений, использование высокоэффективны пестицидов в борьбе с сорной растительностью, вредителями и болезнями позволяет получать высокие урожаи кукурузы в течение 2 - 4 лет и более. Размещение этой культуры вблизи ферм уменьшает расходы на перевозку органических удобрений и выращенного урожая к местам их хранения, сокращает сроки уборки.

Кукуруза – хороший предшественник для яровых и озимых культур. Высеваемая на силос или зеленый корм, она может быть вполне удовлетворительной парозанимающей культурой, обеспечивающей высокие урожаи последующих озимых.

Схема севооборотов

Однолетние травы – кукуруза – картофель – кормовая свекла – кукуруза на силос.

Корнеплоды – ячмень – кукуруза на силос – многолетние травы – яровая пшеница

 Зерновые бобовые – озимая пшеница – кукуруза на силос – озимая пшеница

Кормовая свекла – картофель – кукуруза на силос - картофель.

Учитывая возможность повторения посевов кукурузы без снижения урожая целесообразно иметь прифермские севообороты с выводным полем кукурузы.

Схема севооборота с выводным полем:

Озимый или яровой рапс – корнеплоды – кукуруза на силос (выводное поле) – картофель поздний – подсолнечник на корм – картофель ранний.

Система удобрений.

Кукуруза хорошо отзывается на удобрения. Образуя большую вегетативную массу и имея продолжительный период вегетации, она потребляет питательные вещества вплоть до начала восковой спелости семян. Почти половина фосфора и других элементов питания используется растениями в июле и августе.

При научно обоснованной агротехнике кукуруза дает высокие урожаи зерна и зеленой массы. На образование такого урожая она затрачивает больше питательных веществ, чем хлеба первой группы. При урожае зерна 5 – 6 т/га кукуруза поглощает из почвы 150 – 180 кг азота, 60 – 70 кг фосфора и 160 – 190 кг калия, при урожае зеленой массы 400 ц с 1 га вынос питательных веществ (азота, фосфора и калия) составляет соответственно 95, 28 и 110 кг.

Опыт возделывания кукурузы в разных зонах страны показывает, что высокую урожайность обеспечивает как непосредственное внесение удобрений, так и их использование под предшествующую культуру. Под кукурузу удобрения лучше вносить под зяблевую пахоту и под предпосевную культивацию или в гнезда при посеве. Особенно отзывчива кукуруза на навоз и торфонавозные компосты, вносимые под зяблевую пахоту.

Кроме азота, фосфора и калия, кукуруза усваивает из почвы бор, марганец, медь и другие микро- и ультрамикроэлементы, которые контролируют основные ферментативные процессы в растениях. Если их недостает, замедляется рост растения, снижается энергия фотосинтеза, нарушается углеводный и белковый обмен в тканях и, как следствие. Уменьшается урожай зерна и зеленой массы кукурузы. Важно вносить как минеральные, так и органические удобрения. Органоминеральное удобрение способствует равномерному поступлению элементов питания в растение и улучшает водно-физические свойства и питательный режим почвы.

Норма полуперепревшего навоза под зяблевую вспашку зависит от зоны и плодородия почв. В Лесостепи – 30-40 т/га. При этом важно равномерно распределить навоз по поверхности поля.

Ценным для кукурузы, особенно при выращивании ее на силос, является бесподстилочный навоз. Он содержит 7 – 8 % сухих веществ, 0,25 – 0,0,35 – азота, 0,15 – 0,20 – фосфора и 0,35 – 0,45 % калия, а также микро- и ультрамикроэлементы.

Из минеральных удобрений кукуруза лучше всего использует аммиачные формы азотных удобрений, особенно жидкие (безводный аммиак, углеаммиак № 4, аммиачную воду), комбинированные суперфосфаты с добавками к ним бора, марганца, калийные соли. Хорошо отзывается кукуруза также на сложные и комплексные удобрения (ЖКУ).

Кукуруза плохо переносит подкисленные почвы, встречающиеся в Лесостепной зоне, поэтому внесение известковых удобрений, особенно дефеката, по 5 – 10 т/га под предшествующие культуры севооборота или непосредственно под кукурузу положительно влияет на рост и развитие растений.

Для расчета норм минеральных удобрений нужно знать запас питательных веществ в почве, ее агрохимические осо­бенности и физические свойства, учитывать почвенно-климатические условия, биологические особенности сортов.

Примерные дозы органических и минеральных удобрений, а так же содержание питательных веществ в удобрениях показаны в приложении таблицах № 2 и 3.

  После того как удобрения выбраны, в зависимости от содержания питания вещества дозу удобрения переводят в физическую массу по формуле:

Д_т = (Д  100)/d_м, где

Д_т  - доза внесения туков, кг на 1 га;

Д - планируемая доза внесения удобрений, кг действующего вещества / га;

d_м – содержание действующего вещества в удобрении, %.

То есть, чтобы внести примерные дозы минеральных удобрений, согласно таблицы № 1 (в методических указаниях) надо использовать в среднем:

Основная доза:

● «Нитрофоска» - 235 кг/га;

● «аммиачная вода» – 277 кг/га;

● «фосфоритная мука» – 216 кг/га;

        ●«калийная соль» – 57 кг/га.

При посадке:

        ● «фосфоритная мука» – 135 кг/га

Подкормка:

● «аммиачная вода» – 139 кг/га;

        ● «фосфоритная мука» – 81 кг/га.

        ● «Нитрофоска» - 59 кг/га.

● «калийные» - 100 кг/га.

Удобрения вносят под предпосевную культивацию, при посеве в рядке и в подкормка при междурядной обработках; учитывая запас питательных веществ в почве; планируемый урожай, коэффициент выноса.

Навоз, перегной и компосты целесообразно вносить под зяблевую вспашку, а жидкий навоз в дозах до 60 – 80 м³/га на поля в зимне-весенний период.

На дерново-подзолистых и серых почвах вносить органические удобрения до 40 т/га, а на черноземах – до 30 т/га.

Рядковое внесение гранулированных минеральных удобрений дает наибольшую эффективность (суперфосфат, аммофос, нитрофос и др.), а при посеве с помощью туковысевающих аппаратов на сеялках СБК-4, СКНК-8, СУПН-8, СПЧ-6М их эффективность повышается в несколько раз.

При применении более высоких доз удобрений во избежание повышенной концентрации минеральных солей в почвенном растворе, что может вызвать снижение всхожести и угнетение растений, необходимо реконструировать туковысевающие аппараты сеялок так, чтобы заделывать удобрения на определенном расстоянии от семян.