ІНСТИТУТ ЗЕРНОВОГО ГОСПОДАРСТВА

УКРАЇНСЬКОЇ АКАДЕМІЇ АГРАРНИХ НАУК

Єремко Людмила Сергіївна

УДК 633.15: 631.5: 631.6

ОСОБЛИВОСТІ ФОТОСИНТЕТИЧНОЇ ДІЯЛЬНОСТІ КУКУРУДЗИ ЗАЛЕЖНО ВІД СКОРОСТИГЛОСТІ ГІБРИДІВ І ГУСТОТИ ПОСІВУ В УМОВАХ ЗРОШЕННЯ ПІВДЕННОГО СТЕПУ

06.01.09 – рослинництво

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Дніпропетровськ – 2003

Робота виконана на Генічеській дослідній станції Інституту зернового господарства Української академії аграрних наук протягом 1999-2001 рр.

Науковий керівник: доктор біологічних наук Філіпов Генріх

Леонідович, Інститут зернового господарства

УААН, завідувач лабораторії фізіології кукурудзи.

Офіційні опоненти: доктор с.-г. наук, проф., академік УААН і

РАСГН Циков Валентин Сергійович,

Інститут зернового господарства УААН;

кандидат с.-г. наук, доцент Сахаров Василь Данилович, Дніпропетровський Державний аграрний університет.

Провідна установа: Херсонський державний аграрний університет ім. Цюрупи, кафедра рослинництва і агроекології, Міністерство аграрної політики України,

м. Херсон.

Захист відбудеться “21” листопада 2003 року о 1300 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 08.353.01 в Інституті зернового господарства УААН за адресою: 49027, м. Дніпропетровськ, вул. Дзержинського, 14, тел. 45-02-36.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту зернового господарства за адресою: 49027, м. Дніпропетровськ, вул. Дзержинського, 14.

Автореферат розісланий “18” жовтня 2003 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Мусатов А.Г.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Впровадження у виробництво гібридів кукурудзи з менш тривалим вегетаційним періодом, здатних забезпечити високі стабільні врожаї зерна, поряд із застосуванням енергозберігаючих, екологічно чистих технологій є одним із перспективних напрямків раціонального використання поливної води, добрив та енергії сонячної радіації при зрошенні.

На даний час вирощування кукурудзи в умовах зрошення півдня України зводиться в основному до двох біотипів – середньостиглих і середньопізніх, що не завжди виправдано в зв’язку з великими витратами матеріально-технічних ресурсів на досушування зерна. У зв’язку з цим актуальним є дослідження доцільності вирощування ранньостиглих і середньоранніх гібридів.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження за темою дисертаційної роботи проводились згідно державної науково-технічної програми “Зернові і олійні культури” за завданням “Розробити для степової зони України елементи енергозберігаючої технології виробництва кукурудзи на зерно, насіння та продовольчі цілі, що дозволить економити 15-17% енергоресурсів” (№ д.р. 0197U000091).

Мета і задачі дослідження. Головною метою роботи було теоретично обґрунтувати доцільність вирощування в умовах зрошення південного Степу нових середньоранніх гібридів кукурудзи та визначити оптимальну структурну організацію їх посівів, за якої забезпечується раціональне використання сонячної радіації, води, найвища економічна ефективність. Для реалізації цієї мети необхідно було вирішити такі завдання:

- вивчити особливості формування асиміляційної поверхні рослин, поглинання фотосинтетично активної радіації, накопичення абсолютно сухої речовини, водоспоживання, ріст і розвиток надземної частини кукурудзи залежно від морфотипу гібридів, їх скоростиглості і густоти посіву;

- визначити особливості варіювання господарсько-цінних ознак гібридів кукурудзи різних груп стиглості при зміні структури посівів;

- дослідити можливості зменшення енерговитрат на сушіння зерна кукурудзи шляхом підбору гібридів, що характеризуються більш інтенсивною втратою вологи зерном при достиганні та визначення раціональної густоти стояння їх рослин;

- обґрунтувати економічну доцільність використання нових скоростиглих гібридів при оптимальній структурній організації їх посівів.

Об’єкт дослідження: формування продуктивності кукурудзи залежно від скоростиглості гібридів та густоти посіву в умовах зрошення південного Степу.

Предмет дослідження: гібриди кукурудзи різних груп стиглості (ФАО 190-450), густота посіву 60, 70, 80 і 90 тис./га.

Методи дослідження: Для досягнення поставленої мети користувались польовими, вегетаційними та лабораторно-польовими методами. В польовому досліді вивчали вплив густоти стояння рослин на ріст і розвиток, формування асиміляційної поверхні та продуктивність її фотосинтетичної роботи, урожай зерна гібридів кукурудзи різних груп стиглості в умовах зрошення південного Степу. Для визначення морфо-фізіологічних показників продукційного процесу гібридів був проведений вегетаційний дослід. Лабораторно-польовими методами досліджували зразки грунту на вміст вологи, рослинні зразки – на вміст хлорофілу.

Наукова новизна одержаних результатів. В умовах зрошення південного Степу встановлені особливості зміни формування асиміляційної поверхні рослин, поглинання фотосинтетично активної радіації (ФАР) і водоспоживання кукурудзи залежно від морфотипу гібридів різних груп стиглості. Вперше визначена сортова реакція нових гібридів на ущільнення посіву, показана залежність економічної ефективності вирощування кукурудзи від біотипу гібридів та вологості зерна перед збиранням врожаю.

Практичне значення одержаних результатів. Вирощування рекомендованого нового середньораннього гібриду Борисфен 275 АМВ в умовах зрошення дозволяє отримувати урожай зерна на рівні середньостиглих і середньопізніх гібридів (90-95 ц/га) і зменшити витрати пального на його післязбиральну доробку на 30-100 л/га.

Розроблені рекомендації пройшли виробничу перевірки в ПСП “Південний” Іванівського району Херсонської області у 2002 р. на площі 50 га і впроваджені у виробництво в ТОВ “Сиваш” Генічеського району Херсонської області на площі 87 га.

Особистий внесок здобувача полягає у проведенні польових, та лабораторних досліджень, аналізі і теоретичному обґрунтуванні одержаної наукової інформації, узагальненні її у наукових звітах, статтях, проведенні статистичного аналізу експериментальних даних, розрахунках економічної ефективності, а також перевірці одержаних результатів досліджень у виробничих умовах.

Апробація результатів дисертації. Основні положення і результати досліджень доповідались і обговорювались на Всеукраїнській науково-практичній конференції молодих вчених і спеціалістів з проблем виробництва зерна в Україні (Дніпропетровськ, 2000, 2002 рр.), науково-практичній конференції молодих вчених (Київ-Чабани, 2002 р.), Міжнародному симпозіумі “Нетрадиционное растениеводство, эниология, экология и здоровье” (Алушта, 2002 р.), науково-методичних нарадах Інституту зернового господарства (Дніпропетровськ, 2000-2002 рр.).

Публікації. За результатами досліджень опубліковано 10 наукових праць, в тому числі 5 статей у виданнях, що затверджені ВАК України, як фахові і 4 тези доповідей.

Структура та обсяг дисертаційної роботи. Робота складається із вступу, огляду літератури, опису природно-кліматичних умов та методів дослідження, 3 розділів з описами результатів власних досліджень, висновків, рекомендацій виробництву, списку використаних джерел, додатків. Текст дисертації викладено на 155 сторінках комп’ютерного набору, в роботі 24 таблиці, 9 рисунків, бібліографія налічує 242 найменування, з них 26 латиницею, 13 додатків на 15 сторінках.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Стан проблеми і обґрунтування вибраного напрямку досліджень. На підставі аналізу літературних джерел вітчизняних та зарубіжних авторів з питань сучасного стану виробництва зерна кукурудзи в умовах зрошення визначені особливості формування урожаю та динаміка зниження збиральної вологості зерна залежно від скоростиглості гібридів і густоти стояння рослин. Обґрунтована необхідність проведення досліджень за темою дисертаційної роботи.

Умови та методика проведення досліджень. Дослідження з метою підбору більш енергоекономних гібридів кукурудзи за умов зрошення проводились в 1999-2001 рр. на Генічеській дослідній станції Інституту зернового господарства УААН, яка розташована в південній підзоні Степу України.

Ґрунт дослідного поля каштановий, важкосуглинковий, середньосолонцюватий з вмістом гумусу 1,9%, рухомого фосфору і обмінного калію за Мачигіним – 36,1 і 439 мг/кг відповідно, легкогідролізованого азоту по Тюріну-Кононовой 55 мг/кг грунту, реакція слабколужна (рН – 7,5-8,2). Грунтові води сильно мінералізовані і залягають на глибині 6-8 м.

Клімат зони посушливий, середньобагаторічна кількість опадів становить 398 мм, з яких 229 мм припадає на період з квітня по жовтень.

Метеорологічні умови в роки проведення досліджень відзначались контрастністю, що дозволило зробити більш достовірну оцінку адаптивної здатності гібридів кукурудзи до грунтово-кліматичних умов південного Степу. Найбільш посушливими під час вегетації кукурудзи були 2000 і 2001 роки – гідротермічний коефіцієнт (ГТК) складав відповідно 0,53 і 0,61. Значення цього показника у 1999 році становили 0,83.

Агротехніка в дослідах була загальноприйнятою для зони. Поливи проводили дощувальним агрегатом ДДА – 100 МА чотири - п’ять разів в період вегетації (в фази 7-8, 12-14 листків, викидання волотей, формування і молочного стану зерна) поливною нормою 400-600 м3/га, за допомогою яких підтримували водозберігаючий режим зрошення (60-80-60% від НВ по періодам вегетації) шару грунту 0,7 м. (Ю. В. Ґудзь, Ю. А. Лавриненко, 1995; В. Х. Ківер, В. Д. Сахаров, Д. М. Онопрієнко, 2001).

Вирощували 8 гібридів 4-х груп стиглості: ранньостиглі –
Дніпровський 187 МВ, Борисфен 191 МВ, середньоранні –
Борисфен 275 АМВ, Дніпровський 284 МВ, середньостиглі –
Дніпровський 310 МВ, Дніпровський 337 МВ, середньопізні –
Борисфен 430 АМВ, Дніпровський 450 МВ. Реакцію гібридів різних груп стиглості на загущення посіву вивчали при 4-х градаціях густоти стояння рослин 60, 70, 80, і 90 тис./га.

Для виконання програми досліджень використовували загальноприйняті методики (Б.А. Доспехов, 1985, та ін.). Варіанти досліду розміщувались методом розщеплених ділянок. Розмір облікової ділянки 50 м2, повторність досліду чотириразова.

В польових і вегетаційних дослідах проводили фенологічні спостереження, вимірювали висоту рослин, висоту прикріплення качанів, визначали приріст абсолютно сухої маси рослин в основні фази росту і розвитку, урожайність та структуру врожаю згідно методичних рекомендацій ВНДІ кукурудзи (1980). Площу листкової поверхні, фотосинтетичний потенціал, чисту продуктивність фотосинтезу визначали за
А.А. Ничипоровичем та ін. (1961), вміст хлорофілу в листках – за
D. Wettstein, (1957). Радіаційний режим всередині посіву вимірювали за допомогою фотоінтегратора ФІ-1 і розраховували балансовим методом. Запаси продуктивної вологи в метровому шарі ґрунту визначали перед сівбою кукурудзи і наприкінці вегетації термостатно-ваговим методом. Урожай ураховували поділянково вручну з одночасним відбором проб вагою 5 кг структуру і вологість зерна.

Економічну ефективність вирощування різних за скоростиглістю гібридів кукурудзи розраховували за цінами на продукцію, розцінками і нормами виробітку у господарствах Степової зони України, діючих станом на 01.10.2002 р. відповідно до методичних рекомендацій ВАСХНІЛ, інституту зернового господарства УААН та інституту аграрної економіки УААН.

Одержані в процесі досліджень експериментальні дані піддавались дисперсійному аналізу на ПЕОМ по Б.А. Доспєхову (1985).

Тривалість вегетаційного періоду. Тривалість періоду вегетації (сходи – повна стиглість зерна) залежно від морфо-біологічних особливостей гібридів варіювала до 25 днів. Найкоротший вегетаційний період був у ранньостиглих гібридів (101-109 днів), найдовший – у середньопізніх (122-126 днів). Тривалість періоду вегетації середньостиглих і середньопізніх гібридів знаходилась у межах 112-117 і 118-122 дні відповідно. Збільшення густоти стояння рослин з 60 до 90 тис./га призводило до подовження вегетаційного періоду гібридів не більше як на 3 дні.

Тривалість періоду вегетації кукурудзи у більшій мірі обумовлювалась довжиною періоду сходи – викидання волотей. Друга половина вегетаційного періоду змінювалась незначною мірою, хоча мала тенденцію до збільшення від ранньостиглих до середньопізніх гібридів.

Темпи росту рослин. Лінійний приріст стебла рослин збільшувався по мірі подовження тривалості вегетаційного періоду гібридів. Висота рослин ранньостиглих гібридів у фазу формування зерна становила 163,3-173,9 см, середньоранніх – 175,5-196,3 см, середньостиглих – 188,7-201,4 см, середньопізніх – 193,4-208,1 см.

Найбільший середньодобовий приріст рослин гібридів кукурудзи, що вивчались (3,92-4,96 см) зафіксований у період від 10-12 листків до викидання волотей.

В загущених посівах висота рослин, висота прикріплення качанів зростали відповідно на 8,4-14,5 см і 5,4-9,7 см, а діаметр стебла в нижній його частині зменшувався на 14-26%.

Площа листкової поверхні, листковий індекс, фотосинтетичний потенціал. Величина асиміляційної поверхні кукурудзи, тривалість і продуктивність її фотосинтетичної роботи в агроценозі змінювались впродовж вегетаційного періоду залежно від морфо-біологічних особливостей гібридів і щільності розташування рослин на одиниці площі.

Найвищі темпи приросту листкової поверхні за період від 12-13 листків до викидання волотей були відмічені у середньостиглого гібриду Дніпровський 337 МВ і середньопізнього Дніпровський 450 МВ, площа фотосинтетичного апарату яких за вказаний період збільшилась в 2,1-2,3 рази. Інтенсивність формування листкової поверхні була мінімальною у ранньостиглого гібриду Дніпровський 187 МВ, хоча до фази 12-13 листків величина асиміляційного апарату його рослин була найбільшою. Максимальних розмірів листкова поверхня набувала у фазі викидання волотей-цвітіння, а після проходження зазначеного періоду зменшувалась.

Серед біотипів, що вивчались, найбільш розвинений фотосинтетичний апарат у фазу цвітіння формували середньопізні гібриди (41,2-54,7 дм2) (табл. 1). Найменшу асиміляційну поверхню мали рослини ранньостиглих гібридів (27,1-43,9 дм2). Величина площі листкової поверхні середньоранніх і середньостиглих гібридів становила 37,4-47,5 і 39,3-51,8 дм2 відповідно.

Значною мірою на формування листкової поверхні вплинула густота стояння рослин. В загущених посівах, внаслідок посилення конкуренції за основні фактори життєдіяльності, листкова поверхня однієї рослини в середньому за вегетацію зменшувалась на 16,6-21,9%, натомість сумарні значення площі листкової поверхні посіву збільшувались на 14,5-19,6%. Серед гібридів, що вивчались найменші значення листкового індексу в фазу цвітіння були відмічені у ранньостиглих Дніпровський 187 МВ і Борисфен 191 МВ (2,13-3,12 м2/м2). Більш затіненими були посіви середньоранніх гібридів Борисфен 275 АМВ, Дніпровський 284 МВ і середньостиглого гібриду Дніпровський 310 МВ. На одиницю посівної площі у них припадало 2,79-3,37, 2,85-3,38 і 2,89-3,54 м2 листкової поверхні відповідно. Найвищим рівнем самозатінення характеризувались середньостиглий гібрид Дніпровський 337 МВ і середньопізні гібриди Борисфен 430 АМВ, Дніпровський 450 МВ, в посівах яких листковий індекс у фазі цвітіння сягав значень 3,11-4,06 м2/м2 відповідно. В загущених посівах величина листкового індексу збільшувалась на 12,7-19,2%.

Таблиця 1

Фотосинтетична діяльність гібридів кукурудзи різних груп стиглості залежно від густоти посіву (середнє за 1999-2001 рр.)

Гібриди | Густота посіву, тис./га | Площа листкової поверхні однієї рослини, дм2 |

Листковий індекс,м2/м2

(Lmax) | Фотосинте-

тичний потенціал посіву, млн. м2 -днів/га | Чиста продуктивність фотосинтезу, г/м2 за добу

Дніпровський 187 МВ | 60 | 35,5 | 2,13 | 1,02 | 11,3

70 | 32,1 | 2,25 | 1,11 | 10,9

80 | 29,4 | 2,35 | 1,19 | 10,2

90 | 27,1 | 2,44 | 1,23 | 9,8

Борисфен

191 МВ | 60 | 43,9 | 2,63 | 1,15 | 11,9

70 | 41,6 | 2,91 | 1,23 | 11,2

80 | 36,8 | 2,94 | 1,33 | 10,6

90 | 34,7 | 3,12 | 1,40 | 10,0

Борисфен

275 АМВ | 60 | 46,5 | 2,79 | 1,28 | 11,9

70 | 44,7 | 3,13 | 1,38 | 11,3

80 | 40,4 | 3,23 | 1,46 | 10,6

90 | 37,4 | 3,37 | 1,52 | 10,0

Дніпровський 284 МВ | 60 | 47,5 | 2,85 | 1,23 | 12,2

70 | 43,4 | 3,04 | 1,32 | 11,4

80 | 41,0 | 3,28 | 1,42 | 10,6

90 | 37,6 | 3,38 | 1,42 | 9,7

Дніпровський 310 МВ | 60 | 48,3 | 2,89 | 1,18 | 12,8

70 | 44,6 | 3,12 | 1,29 | 12,3

80 | 42,3 | 3,38 | 1,36 | 11,0

90 | 39,3 | 3,54 | 1,39 | 9,6

Дніпровський 337 МВ | 60 | 51,8 | 3,11 | 1,35 | 11,7

70 | 48,9 | 3,42 | 1,46 | 10,8

80 | 46,7 | 3,74 | 1,58 | 9,7

90 | 42,0 | 3,78 | 1,67 | 8,7

Борисфен

430 АМВ | 60 | 53,0 | 3,18 | 1,35 | 12,8

70 | 48,7 | 3,41 | 1,41 | 12,2

80 | 44,6 | 3,57 | 1,46 | 11,6

90 | 41,2 | 3,71 | 1,49 | 10,1

Дніпровський 450 МВ | 60 | 54,7 | 3,28 | 1,49 | 11,7

70 | 49,9 | 3,49 | 1,53 | 10,4

80 | 47,5 | 3,80 | 1,64 | 9,6

90 | 45,1 | 4,06 | 1,74 | 8,7

Найбільш об’єктивним показником, який дозволяє визначити можливості використання фотосинтетично активної радіації посівами впродовж вегетаційного періоду є фотосинтетичний потенціал. Його величина, як однієї рослини, так і одиниці площі посіву збільшувалась по мірі подовження тривалості періоду вегетації кукурудзи і досягала найвищих значень у середньопізніх гібридів. При збільшенні кількості рослин з 60 до 90 тис./га значення фотосинтетичного потенціалу агроценозу зростали на 9,3-19,1%. Величина останнього у посівах ранньостиглого гібриду Борисфен 191 МВ при густоті стояння рослин 80 тис./га, середньоранніх Борисфен 275 АМВ, Дніпровський 284 МВ – при 70 і 80 тис./га відповідно знаходилась на рівні середньопізніх гібридів при густоті стояння рослин 60 тис./га.

Чиста продуктивність фотосинтезу. Серед гібридів середньостиглої і середньопізньої груп найвищі значення чистої продуктивності фотосинтезу були відмічені у Дніпровського 310 МВ і Борисфена 430 АМВ. В середньому за вегетаційний період величина цього показника варіювала у них від 9,6 до 12,8 г/м2 за добу. У групі ранньостиглих гібридів виділився Борисфен 191 МВ, чиста продуктивність фотосинтезу якого за період вегетації змінювалась в середньому за роки проведення досліджень від 10,0 до 11,9 г/м2 за добу. Серед гібридів середньоранньої групи кращим виявився Дніпровський 284 МВ, значення продуктивності фотосинтезу одиниці асиміляційної поверхні рослин якого варіювали в межах 9,7-12,2 г/м2 за добу. Збільшення густоти посіву кукурудзи при зрошенні з 60 до 90 тис./га, хоча і сприяло формуванню асиміляційної поверхні більших розмірів, продуктивність її фотосинтетичної роботи знижувалась на 13,3-25,6 %. В посівах гібридів з тривалішим вегетаційним періодом негативний вплив загущення на продуктивність фотосинтезу був сильнішим.

Накопичення сухої речовини. Величина асиміляційної поверхні та продуктивність її фотосинтетичної роботи вплинули на інтенсивність накопичення абсолютно сухої маси рослин. До фази викидання волотей середньостиглі і середньопізні гібриди за цим показником поступались гібридам ранньостиглої і середньоранньої груп, а в період цвітіння – налив зерна перевищували їх.

Найвищі значення маси рослин в абсолютно сухому стані були у середньопізніх гібридів при густоті посіву 60 тис./га. Серед гібридів середньоранньої і середньостиглої груп виділились Борисфен 275 АМВ і Дніпровський 337 МВ, проте абсолютно суха маса їх рослин була відповідно меншою на 8,0 і 4,8% порівняно зі значеннями цього показника у середньопізнього гібриду Дніпровський 450 МВ. Найменші значення маси рослин в сухому стані були у ранньостиглих гібридів.

Величина урожаю сухої маси з 1 га варіювала у межах 146,7-248,9 ц/га, зростаючи по мірі подовження тривалості вегетаційного періоду гібридів і збільшення густоти стояння рослин з 60 до 90 тис./га.

Поглинання та використання енергії фотосинтетично активної радіації. Розміри асиміляційної поверхні та тривалість її активного функціонування суттєво вплинули на радіаційний режим посівів кукурудзи. В групі середньостиглих і середньопізніх гібридів найбільшою повнотою поглинання фотосинтетично активної радіації характеризувались Дніпровський 337 МВ і Борисфен 430 АМВ. Значення коефіцієнту поглинання ФАР у них в період максимального розвитку листкової поверхні варіювали в межах 0,77-0,87 і 0,79-0,88 відповідно. В групі ранньостиглих і середньоранніх гібридів виділились Борисфен 191 МВ і Борисфен 275 АМВ, коефіцієнт поглинання яких становив 0,67-0,81 і 0,74-0,82 відповідно.

Збільшення густоти стояння рослин з 60 до 90 тис./га сприяло зростанню значень цього показника за період цвітіння-воскова стиглість зерна у ранньостиглих гібридів на 15,5-16,5%, середньоранніх – на 10,1-11,0%, середньостиглих – на 9,6-9,7%, середньопізніх – на 9,2-10,2%. Разом з тим значення коефіцієнту пропускання енергії ФАР за цей період зменшувались у ранньостиглих гібридів на 19,0-20,0%, середньоранніх – на 12,0-13,0%, середньостиглих і середньопізніх – на 11,0-13,0%.

Енергетична ефективність фотосинтезу посівів кукурудзи коливалась в межах 2,40-3,15 % (табл. 2).

Таблиця 2

Коефіцієнт використання енергії фотосинтетично активної радіації кукурудзою залежно від скоростиглості гібридів і густоти посіву, %
(середнє за 1999-2001 рр.)

Гібриди | Густота посіву, тис./га

60 | 70 | 80 | 90

Дніпровський 187 МВ | 2,40 | 2,54 | 2,67 | 2,65

Борисфен 191 МВ | 2,75 | 2,85 | 2,98 | 2,81

Борисфен 275 АМВ | 2,90 | 3,07 | 3,15 | 2,72

Дніпровський 284 МВ | 2,89 | 3,04 | 3,13 | 2,91

Дніпровський 310 МВ | 2,94 | 2,95 | 2,86 | 2,81

Дніпровський 337 МВ | 2,97 | 2,96 | 2,87 | 2,82

Борисфен 430 АМВ | 2,98 | 2,93 | 2,86 | 2,84

Дніпровський 450 МВ | 3,06 | 2,97 | 2,87 | 2,81

У групі ранньостиглих і середньоранніх гібридів найвищий рівень утилізації енергії ФАР був відмічений у Борисфена 191 МВ і Борисфена 275 АМВ (2,98 і 3,15% відповідно) при густоті стояння рослин 80 тис./га. У групі середньостиглих і середньопізніх гібридів виділились Дніпровський 337 МВ і Дніпровський 450 МВ, ККД ФАР яких при густоті стояння рослин 60 тис./га становив 2,97 і 3,06 % відповідно.

Урожайність зерна. Результати досліджень свідчать, що взаємодія індивідуальної продуктивності рослин, щільності їх розташування на одиниці площі і вплив цих факторів на величину урожайності, в першу чергу, обумовлюється морфо-біологічними особливостями гібридів (табл. 3).

В середньому за роки проведення досліджень найвищий її рівень при густоті стояння рослин 60 тис./га (96,4 ц/га) відзначений у середньопізнього гібриду Дніпровський 450 МВ, а найменший (65,7 ц/га) – у ранньостиглого Дніпровський 187 МВ.

Зменшення значень основних елементів продуктивності рослин було непропорційним збільшенню їх кількості на одиниці площі, внаслідок чого загальна урожайність зерна з 1 га зростала у ранньостиглих гібридів і середньораннього гібриду Дніпровський 284 МВ при загущенні їх посівів до 80 тис./га, а у середньораннього Борисфен 275 АМВ – до 70 тис./га. Найвищою вона була у середньостиглих і середньопізніх гібридів при густоті стояння рослин 60 тис./га.

Варіювання зернової продуктивності гібридів при загущенні посівів більшою мірою зумовлено зміною ступеня озерненості качанів при відносній стабільності маси 1000 зерен.

При густоті стояння рослин, за якої був отриманий найвищий рівень урожайності зерна, її величина у середньораннього гібриду Борисфен 275 АМВ і середньостиглого гібриду Дніпровський 337 МВ була меншою порівняно з середньопізнім гібридом Дніпровський 450 МВ на 2,7 і 1,7 ц/га відповідно.

Таблиця 3

Урожайність зерна різних за скоростиглістю гібридів кукурудзи залежно від
густоти посіву, ц/га

Гібриди | Густота посіву, тис./га | Роки досліджень | Середнє за 1999-2001 рр.

1999 | 2000 | 2001

Дніпровський 187 МВ | 60 | 69,0 | 62,6 | 65,5 | 65,7

70 | 77,9 | 72,3 | 67,8 | 72,7

80 | 84,4 | 76,9 | 69,3 | 76,9

90 | 83,3 | 75,3 | 73,6 | 77,4

Борисфен 191 МВ | 60 | 85,8 | 77,7 | 79,4 | 80,9

70 | 88,4 | 83,6 | 81,1 | 84,4

80 | 90,8 | 91,3 | 83,7 | 88,6

90 | 83,5 | 86,5 | 82,2 | 84,1

Борисфен 275 АМВ | 60 | 91,5 | 93,3 | 88,6 | 91,1

70 | 93,3 | 94,6 | 93,2 | 93,7

80 | 90,4 | 92,3 | 88,0 | 90,2

90 | 83,6 | 78,9 | 86,9 | 83,1

Дніпровський 284 МВ | 60 | 91,6 | 79,5 | 83,8 | 84,9

70 | 93,3 | 82,9 | 84,2 | 86,8

80 | 96,4 | 92,6 | 86,7 | 91,9

90 | 90,6 | 88,6 | 83,2 | 87,5

Дніпровський 310 МВ | 60 | 95,9 | 89,9 | 89,4 | 91,7

70 | 95,2 | 88,8 | 88,6 | 90,9

80 | 90,3 | 84,0 | 84,3 | 86,2

90 | 88,2 | 84,7 | 82,4 | 85,1

Дніпровський 337 МВ | 60 | 98,0 | 94,5 | 91,7 | 94,7

70 | 96,2 | 91,6 | 87,6 | 91,8

80 | 89,9 | 89,3 | 84,3 | 87,8

90 | 89,2 | 84,1 | 81,4 | 84,9

Борисфен 430 АМВ | 60 | 89,6 | 95,7 | 94,6 | 93,3

70 | 87,2 | 88,8 | 92,4 | 89,5

80 | 83,7 | 85,1 | 89,3 | 86,0

90 | 81,6 | 84,4 | 88,1 | 84,7

Дніпровський 450 МВ | 60 | 98,9 | 95,2 | 95,0 | 96,4

70 | 94,2 | 90,5 | 90,7 | 91,8

80 | 88,6 | 90,1 | 87,4 | 88,7

90 | 86,2 | 83,4 | 84,0 | 84,5

НІР 0,5 ц/га

для гібридів 1,89 1,57 2,78

для густоти 1,34 1,11 3,92

для взаємодії гібрид х густота 3,79 3,14 5,46

Збиральна вологість зерна. Найвищими значеннями збиральної вологості зерна характеризувались середньопізні гібриди, особливо Дніпровський 450 МВ. У більшості варіантів рівень вмісту вологи в зерні перевищував 30% межу (табл. 4).

Таблиця 4

Збиральна вологість зерна (%) гібридів кукурудзи різних груп стиглості
залежно від густоти посіву (середнє за 1999-2001 рр.)

Гібриди | Густота посіву, тис./га

60 | 70 | 80 | 90

Дніпровський 187 МВ | 16,7 | 16,8 | 17,4 | 17,6

Борисфен 191 МВ | 18,5 | 18,7 | 19,6 | 20,8

Борисфен 275 АМВ | 20,8 | 21,5 | 22,8 | 24,1

Дніпровський 284 МВ | 20,7 | 21,3 | 22,3 | 24,9

Дніпровський 310 МВ | 22,8 | 23,7 | 25,2 | 25,8

Дніпровський 337 МВ | 24,5 | 25,5 | 25,9 | 26,4

Борисфен 430 АМВ | 26,0 | 26,1 | 27,9 | 29,5

Дніпровський 450 МВ | 29,1 | 30,3 | 31,4 | 34,1

Значення цього показника у середньостиглих гібридів були дещо меншими (22,8-26,4%). Вологість зерна при збиранні у середньоранніх гібридів варіювала у межах 20,8-24,9%, а у ранньостиглих – від 16,7 до 20,8%.

Продуктивність використання води. Сумарне водоспоживання рослин кукурудзи зростало по мірі подовження тривалості вегетаційного періоду гібридів (табл. 5).

Таблиця 5

Продуктивність використання води кукурудзою залежно від скоростиглості
гібридів і густоти посіву (середнє за 2000-2001 рр.)

Гібриди | Сумарне водоспоживання з шару ґрунту 0-100 см, м3/га | Коефіцієнт водоспоживання

густота посіву, тис./га

60 | 70 | 80 | 90 | 60 | 70 | 80 | 90

Дніпровський 187 МВ | 4648 | 4977 | 5050 | 5159 | 70,7 | 68,5 | 65,7 | 66,6

Борисфен 191 МВ | 5109 | 5195 | 5228 | 5312 | 63,1 | 61,5 | 59,0 | 63,2

Борисфен 275 АМВ | 5243 | 5364 | 5449 | 5485 | 57,6 | 57,2 | 60,4 | 66,0

Дніпровський 284 МВ | 5206 | 5215 | 5323 | 5397 | 61,3 | 60,0 | 57,9 | 61,7

Дніпровський 310 МВ | 5325 | 5369 | 5396 | 5545 | 58,1 | 59,1 | 62,6 | 65,2

Дніпровський 337 МВ | 5377 | 5419 | 5508 | 5566 | 56,8 | 59,0 | 62,7 | 65,5

Борисфен 430 АМВ | 5425 | 5464 | 5541 | 5562 | 58,1 | 61,0 | 64,4 | 65,7

Дніпровський 450 МВ | 5432 | 5498 | 5560 | 5608 | 56,3 | 59,9 | 62,7 | 66,4

При ущільненні посіву з 60 до 90 тис. рослин на 1 га, продуктивна волога з метрового шару ґрунту використовувалась кукурудзою більш інтенсивно. В загущених посівах, внаслідок формування значної випаровуючої поверхні, сумарне водоспоживання зростало на 137-511 м3/га.

Серед гібридів, що вивчались, ефективніше використовували вологу середньостиглий Дніпровський 337 МВ і середньопізній Дніпровський 450 МВ – при густоті стояння рослин 60 тис./га, середньоранній Борисфен 275 АМВ – при 70 тис./га і ранньостиглий Борисфен 191 МВ – при 80 тис./га.

Економічна ефективність вирощування різних за скоростиглістю гібридів кукурудзи в умовах зрошення. При доведенні зерна до базисної вологості особливо вигідно відносно економії пального у групі ранньостиглих гібридів виділявся Дніпровський 187 МВ (28-45 кг/га залежно від густоти стояння рослин) (табл. 6). Виробничі витрати при його вирощуванні були найменшими (2269-2330 грн./га). Витрати пального на сушку зерна у другого гібриду цієї групи стиглості Борисфен 191 МВ збільшувались в 1,9-2,2 рази, що призводило до відповідного зростання виробничих витрат до 2439-2553 грн./га. У гібридів середньоранньої групи на доведення зерна до 14 % вологості витрачалось 91-153 кг/га пального, а рівень виробничих витрат сягав 2510-2682 грн./га. Витрати пального на досушування зерна середньостиглих гібридів, за рахунок більшого рівня врожайності і вищої збиральної вологості, зростали порівняно з середньоранніми гібридами на 12,8-34,0%, а найвищими вони були у середньопізніх гібридів (179-272 кг/га). При цьому виробничі витрати на вирощування кукурудзи збільшувались з 2663-2801 грн./га у середньостиглих гібридів до 2828-3072 грн./га у середньопізніх гібридів.

Негативні наслідки загущення посівів окрім зниження рівня продуктивності підсилювались також паралельним зростанням вологості зерна, що в кінцевому рахунку погіршило основні економічні показники.

В середньому за 1999-2001 роки кращі економічні показники при вирощуванні ранньостиглого гібриду Дніпровський 187 МВ були отримані при густоті стояння рослин 90 тис./га, ранньостиглого Борисфен 191 МВ і середньораннього Дніпровський 284 МВ – при 80 тис./га, середньораннього Борисфен 275 АМВ – при 70 тис./га, середньостиглих і середньопізніх гібридів – при 60 тис./га.

Найбільш економічно доцільним є вирощування середньораннього гібриду Борисфен 275 АМВ при густоті стояння рослин 70 тис./га. Собівартість 1 ц зерна становить 27,4 грн., чистий прибуток – 1645 грн./га, рівень рентабельності – 63,9 %.

Таблиця 6

Економічна ефективність вирощування різних за скоростиглістю гібридів
кукурудзи (середнє за 1999-2001 рр.)

Показники | Густота

посіву,

тис./га | Гібриди

Дніпровський 187 МВ | Борисфен 191

МВ | Бори сфен 275

АМВ | Дніпровський 284 МВ | Дніпровський 310 МВ | Дніпровський 337 МВ | Бори сфен 430 АМВ | Дніпровський 450 МВ

Витрати пального на сушку зерна, кг/га | 60 | 28 | 58 | 99 | 91 | 129 | 159 | 179 | 233

70 | 33 | 64 | 112 | 101 | 141 | 169 | 173 | 239

80 | 42 | 79 | 127 | 122 | 154 | 167 | 191 | 247

90 | 45 | 92 | 134 | 153 | 161 | 168 | 210 | 272

Виробничі витрати, грн./га | 60 | 2269 | 2439 | 2530 | 2510 | 2663 | 2744 | 2830 | 2950

70 | 2287 | 2470 | 2571 | 2544 | 2701 | 2778 | 2828 | 2975

80 | 2324 | 2518 | 2613 | 2604 | 2739 | 2785 | 2879 | 3005

90 | 2330 | 2553 | 2637 | 2682 | 2765 | 2801 | 2935 | 3072

Чистий прибуток, грн./га | 60 | 687 | 1201 | 1569 | 1310 | 1463 | 1517 | 1368 | 1388

70 | 984 | 1328 | 1645 | 1362 | 1389 | 1353 | 1199 | 1156

80 | 1136 | 1469 | 1446 | 1531 | 1140 | 1166 | 991 | 986

90 | 1153 | 1231 | 1102 | 1255 | 1064 | 1019 | 876 | 730

Рівень рентабельності, % | 60 | 30,3 | 49,2 | 62,0 | 52,2 | 54,9 | 55,3 | 48,3 | 47,0

70 | 43,0 | 53,7 | 63,9 | 53,5 | 51,4 | 48,7 | 42,4 | 38,8

80 | 48,8 | 58,3 | 55,3 | 58,8 | 41,6 | 41,8 | 34,4 | 32,8

90 | 49,5 | 48,2 | 41,8 | 46,8 | 38,5 | 36,4 | 29,8 | 23,8

Вологість зерна на рівні 20-21 % є межовою, перевищення якої при порівнянні ефективності вирощування різних біотипів кукурудзи призводить до погіршення економічних показників, навіть при збільшенні зернової продуктивності того чи іншого гібриду.

ВИСНОВКИ

В дисертації наведено теоретичне обгрунтування і нове рішення питань адаптації гібридів кукурудзи в діапазоні ФАО 190-450 для умов зрошення південного Степу, яке полягає у визначенні фотосинтетичних закономірностей формування продуктивності рослин при зміні густоти посівів. Доведена залежність економічної ефективності вирощування кукурудзи від морфо-біологічних особливостей гібридів та густоти стояння рослин і обґрунтована доцільність розширення спектру використання біотипів для даної зони, що виявляється в наступному:

1. Тривалість періоду вегетації кукурудзи визначалась більшою мірою генотипом гібридів і погодними умовами. Загущення посіву з 60 до 90 тис./га подовжувало вегетацію усіх гібридів не більше як на 3 дні.

2. Найвищі значення площі листкової поверхні однієї рослини в період викидання волотей – цвітіння були у середньопізніх гібридів (41,2-54,7 дм2), найменші – у ранньостиглих (27,1-43,9 дм2). Ущільнення посіву призводило до зменшення асиміляційної поверхні однієї рослин в середньому за вегетацію на 16,6-21,9%, натомість сумарні значення площі листкової поверхні посіву збільшувались на 14,5-19,6%.

3. В групі середньостиглих і середньопізніх гібридів найвищим урожаєм сухої біомаси характеризувались Дніпровський 337 МВ і Дніпровський 450 МВ. Серед ранньостиглих і середньоранніх гібридів кращими виявились Борисфен 191 МВ і Борисфен 275 АМВ. Загущення посіву з 60 до 90 тис./га призводило до зменшення маси однієї рослини в абсолютно сухому стані на 51,6-81,5 г, однак в перерахунку на 1 га величина цього показника зростала на 13,0-19,7%.

4. З загущенням посівів з 60 до 90 тис./га, чиста продуктивність фотосинтезу зменшувалась на 13,3-25,6%. Середньостиглі та середньопізні гібриди сильніше реагували на збільшення щільності посіву.

5. Найбільш урожайними, при відповідній кожній групі стиглості гібридів оптимальній густоті рослин, виявились: з ранньостиглих – Борисфен 191 МВ, середньоранніх – Борисфен 275 АМВ, середньостиглих – Дніпровський 337 МВ, середньопізніх – Дніпровський 450 МВ, що співпадало з величиною їх фотосинтетичного потенціалу 1,33-1,49 млн. м2-днів/га, листкового індексу 2,94-3,28 м2/м2, ККД ФАР 2-3%.

6. У гібридів з більш тривалим вегетаційним періодом, а також при загущенні посівів зі зростанням поглинання фотосинтетично активної радіації коефіцієнт корисної дії ФАР підвищується.

7. Збиральна вологість зерна зростала по мірі подовження тривалості вегетаційного періоду і варіювала залежно від густоти стояння рослин у ранньостиглих гібридів у межах 16,7-20,8%, середньоранніх – 20,7-24,9%, середньостиглих – 22,8-26,4%, середньопізніх – 26,0-34,1%.

8. Волога опадів і поливна вода найбільш ефективно використовувались різними гібридами при густоті посіву, за якої сформувався максимальний урожай зерна.

9. З урахуванням показників фотосинтетичної діяльності і економічної ефективності, оптимальна збиральна густота стояння рослин, яка становить для ранньостиглих гібридів 80 тис./га, середньораннього Борисфен 275 АМВ – 70 тис./га, середньостиглих і середньопізніх гібридів – 60 тис./га.

10. За рахунок раціонального поєднання високої урожайності та низької збиральної вологості зерна, кращі господарські та економічні показники з вирощуваних гібридів забезпечив середньоранній Борисфен 275 АМВ при густоті посіву 70 тис. рослин/га (собівартість 1 ц зерна – 27,4 грн., чистий прибуток – 1645 грн./га, рівень рентабельності – 63,9 %). Серед ранньостиглих гібридів за цими показниками виділився Борисфен 191 МВ, в групі середньостиглих – Дніпровський 337 МВ, а серед середньопізніх – Борисфен 430 АМВ.

РЕКОМЕНДАЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

В умовах зрошення південного Степу з точки зору кращого використання виробничих ресурсів, досягнення найвищої економічної ефективності поряд з середньостиглими та середньопізніми гібридами кукурудзи доцільно вирощувати середньоранні, зокрема Борисфен 275 АМВ, при густоті стояння рослин 70 тис./га.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Єремко Л.С. Особливості фотосинтезу різних за скоростиглістю гібридів кукурудзи // Бюлетень Інституту зернового господарства УААН. – Дніпропетровськ, 2002. – № 18-19. – С. 91-93.

2. Єремко Л.С. Вплив густоти стояння рослин на фотосинтетичну діяльність і продуктивність гібридів кукурудзи різних груп стиглості // Таврійський науковий вісник. – Херсон: Айлант, 2002. – Вип. 22. – С. 50-55.

3. Єремко Л.С. Ефективність вирощування середньоранніх та середньостиглих гібридів кукурудзи в умовах зрошення Присивашшя // Вісник Полтавської державної аграрної академії. – 2002. – № 2-3. – С. 115-116.

4. Технологія виробництва зерна кукурудзи у південному регіоні: Науково-методична література / Сніговий В. С., Малярчук М. П., Лавриненко Ю. О., Писаренко В. А., Гамаюнова В. В., Виблов Б. Р., Філіпов Г.Л., Єремко Л. С., Остапенко М. А. – Херсон, 2003. – 12 с. (Особистий внесок: Єремко Л. С. – проведення польових дослідів на Генічеській дослідній станції, написання рекомендацій по своєму розділу).

5. Рибка В. С., Філіпов Г. Л., Єремко Л. С., Ляшенко Н. О. Економіко-енергетична ефективність вирощування різних по скоростиглості гібридів кукурудзи в умовах зрошення півдня Украіни // Хранение и переработка зерна. – 2003. – № 8. – С. 38-40. (Особистий внесок Єремко Л. С. – проведення польових досліджень, розрахунок економічної ефективності вирощування кукурудзи)

6. Рибка В. С., Філіпов Г. Л., Єремко Л. С., Ляшенко Н. О. Резерви підвищення ефективності виробництва зерна кукурудзи в умовах зрошення півдня Украіни // Агроогляд. – 2003. – № 8. – С. 8-11. (Особистий внесок Єремко Л. С. – проведення