НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

УСАТИЙ ГЕННАДІЙ ЮРІЙОВИЧ

УДК 633.15.003.13:631.5 (477.4/.5)

ПРОДУКТИВНІСТЬ КУКУРУДЗИ ЗАЛЕЖНО

ВІД ТЕХНОЛОГІЇ ВИРОЩУВАННЯ В ПІВНІЧНОМУ

ЛІСОСТЕПУ УКРАЇНИ

06.01.09 – рослинництво

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Київ –2007

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Національному аграрному університеті Кабінету Міністрів України

Науковий керівник – | доктор сільськогосподарських наук, професор, член-кореспондент УААН Танчик Семен Петрович, Національний аграрний університет, завідувач кафедри землеробства та гербології

Офіційні опоненти: | доктор сільськогосподарських наук, професор Саблук Василь Трохимович, Інститут цукрових буряків УААН, завідувач лабораторії захисту рослин від шкідників та хвороб

кандидат сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник Свидинюк Іван Миколайович, Інститут землеробства УААН, завідувач лабораторії інтенсивних технологій зернових колосових культур і кукурудзи

Захист відбудеться “ 14 ” листопада 2007 року о 12 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.004.10 у Національному аграрному університеті за адресою: 03041, м. Київ-41, вул. Героїв оборони, 15, навчальний корпус № 3, ауд. 65

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного аграрного університету за адресою: 03041, м. Київ-41, вул. Героїв оборони, 13, навчальний корпус № 4, к. 41

Автореферат розісланий “ 12 ” жовтня 2007 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради |

Рожко В.М.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. В умовах сучасного інтенсивного землеробства зростає необхідність збільшення виробництва сільськогосподарської продукції, у тому числі й зерна кукурудзи. За масштабами поширення, універсальністю використання та енергетичною поживністю кукурудза є найважливішою зернофуражною культурою. Так, у США серед 10 сільськогосподарських культур на зернофуражні і кормові культури припадає 72 %, а на продовольчі, технічні та інші – 28 % (Бакай С.С., 1996). У 2006 р. світове виробництво зерна кукурудзи досягло 693 млн т, що становить 33 % від загального виробництва зерна. В Україні валові збори зерна цієї культури зазнають великих коливань, забезпечуючи близько 46 % внутрішнього ринку при щорічній потребі 15 млн т.

Основними причинами низької урожайності та валових зборів зерна кукурудзи в Україні є:

- необґрунтоване використання гібридів кукурудзи різних груп стиглості у межах окремих агрокліматичних зон (Бойко П.І., 1992; Ткаліч Ю.І., 2000; Заверталюк В.Ф., 2001; Циков В.С., 2003; Танчик С.П., Мокрієнко В.А, 2004);

- недосконалість та порушення технології вирощування культури (Коцюбан А.И., 1991; Веретеников Г.В., Толорая Т.Р., 1993; Кивер В.Ф., 1995; Пащенко Ю.М., 1995);

- низька конкурентна здатність кукурудзи до бур’янів, що є причиною забур’яненості ґрунту і посівів найшкідливішими та важковикорінюваними бур’янами (Жунько В.С., 1966; Кухарчук П.І., Ніжегородцев І.П., 1982; Дзюбецький Б.В., 1998).

До резервів підвищення продуктивності кукурудзи належить розробка та впровадження інтенсивних технологій вирощування культури, які передбачають оптимізацію умов росту й розвитку рослин на підставі біологічного контролю за їхнім станом на основних етапах органогенезу (Танчик С.П., Мокрієнко В.А., 2004).

Впровадження у виробництво нових біотипів гібридів кукурудзи зумовило необхідність подальшого удосконалення технології вирощування з урахування більш ефективного використання біокліматичного потенціалу ґрунтово-кліматичних умов даної зони та генетичного потенціалу високопродуктивних гібридів.

Незважаючи на досить велику кількість проведених досліджень у різних зонах, літературних даних з агротехнологічних заходів вирощування кукурудзи, оптимізація густоти стояння рослин, рівня мінерального живлення та захисту посівів від шкідливих організмів не втрачають своєї актуальності.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження з теми дисертаційної роботи виконувалися відповідно до плану науково-дослідних робіт кафедри рослинництва та кормовиробництва Національного аграрного університету згідно з державною програмою “Наукове обґрунтування та розробка ресурсозберігаючих і агроекологічних технологій вирощування сільськогосподарських культур в Лісостепу України”, номер державної реєстрації 0100U002343; “Наукове обґрунтування та розробка адаптивних технологій вирощування зернових культур в Лісостепу України”, номер державної реєстрації 0102 U006959.

Мета і задачі досліджень. Головною метою досліджень було встановити оптимальну густоту стояння та рівень мінерального живлення рослин нових гібридів кукурудзи різних груп стиглості, за яких досягається істотне підвищення врожайності в умовах Північного Лісостепу України.

Для обґрунтування і реалізації робочої гіпотези передбачалося вирішення наступних задач:–

встановити вплив густоти стояння і рівня мінерального живлення на особливості проходження основних етапів органогенезу, біометричні показники, особливості водоспоживання рослин та зернову продуктивність гібридів кукурудзи;–

дослідити особливості росту і розвитку рослин кукурудзи, формування продуктивності нових гібридів різних груп стиглості залежно від технології вирощування;

виявити гібриди інтенсивного типу, які найбільш вимогливі до рівня агротехнічного фону, а також адаптивні біотипи рослин, що здатні формувати високий врожай зерна при застосуванні ресурсозберігаючих технологій вирощування;

дати економічну та енергетичну оцінку окремих заходів вирощування гібридів кукурудзи різної селекції.

Об’єкт досліджень – процес формування продуктивності рослин кукурудзи залежно від гібридів, густоти стояння і рівня мінерального живлення, особливості їх взаємодії у ґрунтово-кліматичних умовах Північного Лісостепу України.

Предмет дослідження – вплив густоти стояння різних за скоростиглістю гібридів кукурудзи та рівня мінерального живлення на врожайність і якість зерна, економічну та енергетичну оцінку досліджуваних елементів технології вирощування.

Методи дослідження: польовий – спостереження за ростом і розвитком рослин, формуванням урожайності; 2) лабораторний – визначення хімічного складу ґрунту, рослин, показників асиміляційної поверхні, хлорофілу в листках, накопичення сухої речовини рослинами; 3) математично-статистичний – оцінка достовірності одержаних результатів досліджень; 4) розрахунково-порівняльний – оцінка економічної доцільності вирощування окремих гібридів кукурудзи при оптимальній густоті стояння рослин і рівня мінерального живлення.

Наукова новизна одержаних результатів. Комплексні дослідження з вивчення реакції високопродуктивних гібридів кукурудзи на густоту стояння рослин і рівень мінерального живлення є приорітетними. На їх основі вперше в умовах Північного Лісостепу України на темно-сірих опідзолених середньосуглинкових ґрунтах визначено оптимальні параметри густоти стояння і рівня мінерального живлення рослин для нових гібридів кукурудзи Десна СВ (ФАО 240), PR39D81 (ФАО 260), PR39 R86 (ФАО 275).

Встановлено кореляційні залежності біологічної і господарської продуктивності, якість продукції гібридів кукурудзи залежно від густоти стояння та рівня мінерального живлення.

Практичне значення одержаних результатів. Результати досліджень стали основою для розробки практичних рекомендацій з удосконалення інтенсивної технології вирощування середньоранніх гібридів кукурудзи Десна СВ, PR39D81, PR39R86. На основі результатів досліджень господарствам рекомендована оптимальна густота стояння рослин нових гібридів кукурудзи і норми мінеральних добрив, що забезпечують урожайність зерна не менше 7,5-8,0 т/га.

Виробнича перевірка результатів досліджень була проведена у господарствах Бориспільського та Броварського районів Київської області на площі близько 10 тис.га і підтвердила високу ефективність даних рекомендацій.

Особистий внесок здобувача. Автор брав безпосередню участь у розробці програми досліджень, проведенні польових дослідів, спостережень і обліків, аналізував і узагальнював одержані дані в звітах, наукових статтях та дисертаційній роботі.

Апробація результатів дисертації. Основні положення і результати досліджень доповідалися на Всеукраїнській науково-практичній конференції молодих вчених і спеціалістів з проблем виробництва зерна (Інститут землеробства УААН, 2004 р.), науково-методичних радах Міністерства аграрної політики з питань рослинництва та землеробства (2000-2004 рр.), наукових конференціях агрономічного факультету Національного аграрного університету (2000-2004 рр.).

Узагальнені результати досліджень, основні висновки та практичні рекомендації розглянуто на спільному засіданні кафедр землеробства і гербології та рослинництва і кормовиробництва НАУ (протокол № 2 від 14 березня 2007 р.).

Публікації. Результати досліджень опубліковані в 6 наукових працях.

Структура та обсяг дисертаційної роботи. Дисертація викладена на 185 сторінках машинописного тексту, включає вступ, 4 розділи, які містять 38 таблиць і 15 рисунків, висновки, рекомендації виробництву, список використаної літератури, додатки. Список використаних джерел включає 258 найменувань.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

СТАН ВИВЧЕННЯ ПРОБЛЕМИ ТА ОБГРУНТУВАННЯ

ВИБРАНОГО НАПРЯМУ ДОСЛІДЖЕНЬ

(Огляд літератури)

Проаналізовано сучасні положення щодо особливостей росту, розвитку та формування продуктивності кукурудзи за різного сортового складу і технології вирощування. Вивчено погляди вітчизняних і зарубіжних авторів щодо протиріч при вирішенні проблеми підвищення продуктивності кукурудзи, висунуто робочі гіпотези, визначено мету і завдання досліджень.

УМОВИ, ПРОГРАМА ТА МЕТОДИКА ПРОВЕДЕННЯ

ДОСЛІДЖЕНЬ

Дослідження з вивчення комплексного впливу густоти стояння і рівня мінерального живлення рослин на продуктивність кукурудзи у Північному Лісостепу України проводилися протягом 2001-2004 років в ДСП “Чайка”, с. Дударків Бориспільського району Київської області.

Ґрунтовий покрив дослідних ділянок представлений темно-сірими опідзоленими середньосуглинковими ґрунтами. Вміст гумусу в орному шарі досягає 2,07 % (за Тюріним), азоту – 11,2 мг/100 ґрунту (за Корнфілдом), фосфору – 25 мг/100 г ґрунту (за Кірсановим), обмінного калію – 8,9 мг/100 г ґрунту (за Кірсановим), рН сольової витяжки становить 6,8-7,0, сума увібраних основ – 15,8 мг-екв/100 ґрунту, рівноважна щільність ґрунту – 1,3-1,4 г/см3. Ґрунти характеризуються високим вмістом рухомого фосфору та середнім забезпеченням азоту і калію.

Клімат зони помірно-континентальний, відзначається порівняно високими температурами влітку і значними перепадами таких узимку. Коротка характеристика погодних умов дає можливість стверджувати, що 2001, 2002 і 2004 рр. були вологими і сприятливими для росту та розвитку рослин кукурудзи, а 2003 р. – посушливим. Неоднорідність погодних умов дозволила повною мірою оцінити реакцію гібридів кукурудзи на зміни умов теплового режиму та вологозабезпечення, які формувалися під впливом досліджуваних факторів і зробити відповідні висновки та рекомендації виробництву.

Програмою досліджень було передбачено проведення лабораторних, вегетаційних, польових та виробничих дослідів з метою встановлення реакції рослин кукурудзи на густоту стояння та рівень мінерального живлення, поживний режим ґрунту, фотосинтетичні і ростові процеси, урожайність гібридів кукурудзи та економічні й енергетичні показники.

Фактор А. Удобрення Фактор В. Гібриди:

1. Без добрив (контроль); 1.Ювілейний 70 М (ФАО 260) (контроль);

2. 40 т/га гною + N60 P60 K60; 2. Десна СВ (ФАО 240);

3. 40 т/га гною + N90 P90 K90; 3. PR39 D81 (ФАО 260);

4. 40 т/га гною + N120 P90 K90. 4. PR39 R86 (ФАО 275).

Фактор С. Густота стояння рослин:

1. 60 тис./га;

2. 70 тис/га;

3. 80 тис./га;

4. 90 тис./га.

Площа облікової ділянки – 100 м2. Польові досліди проводили за методом розщеплених ділянок. На ділянках першого порядку вивчали рівні мінерального живлення (фактор А), другого – гібриди (фактор В), третього – густоту стояння рослин (фактор С). Ділянки першого порядку розміщували систематично окремими блоками; другого і третього – систематично блоками у дві смуги. Повторність досліду – триразова.

Фосфорні і калійні добрива вносили під основний обробіток грунту, 90 % азотних – під передпосівну культивацію і 10 % – у підживлення рослин (фаза 5-7 листків). Форми добрив – аміачна селітра (N – 34 %), гранульований суперфосфат (P2O5 – 19 %) і калійна сіль (K2O – 40 %).

За методичну основу досліджень слугували “Методические рекомендации по проведению полевых опытов с кукурузой” (1980), “Методические рекомендации по проведению полевых опытов с зерновыми и кормовыми культурами“ під редакцією В.С. Цикова і Г.Р. Пікуша (1983), а також відповідні методики за редакцією О.С. Молостова (1966), Л.А. Синякової і О.І. Іванової (1981), Б.А. Доспехова (1985). Вміст білка в зерні кукурудзи визначали за К'єльдалем, жиру – за Рушковським, крохмалю – за Єверсом (1968). Економічну оцінку густоти стояння та рівня мінерального живлення рослин кукурудзи розраховували за технологічною картою та діючими нормативами. Енергетичну ефективність визначали за методикою О.К. Медведовського і П.І. Іваненка (1988).

ОСОБЛИВОСТІ РОСТУ Й РОЗВИТКУ ТА ФОРМУВАННЯ ПРОДУКТИВНОСТІ РОСЛИН КУКУРУДЗИ ЗАЛЕЖНО ВІД ГУСТОТИ СТОЯННЯ ТА РІВНЯ МІНЕРАЛЬНОГО ЖИВЛЕННЯ

Польова схожість насіння та особливості проходження міжфазних періодів кукурудзи. Одержання високої польової схожості – одне з найважливіших завдань технології вирощування, оскільки від неї значною мірою залежить рівень майбутнього врожаю. Дослідженнями встановлено (табл.1), що збільшення густоти стояння рослин від 60 до 90 тис./га у межах кожного рівня удобрення практично не приводило до зниження польової схожості насіння.

Таблиця 1

Польова схожість насіння кукурудзи залежно від норми висіву та рівня мінерального живлення, % (середнє за 2001-2004 рр.)

Гібрид | Густота стояння, тис.шт./гах | Норми мінеральних добрив, кг/га д.р.

Без добрив

(контроль) |

N60P60K60 |

N90P90K90 |

N120P90K90

Ювілейний 70 М

(контроль) | 60 | 82,9 | 83,7 | 84,6 | 84,9

70 | 82,1 | 83,2 | 83,2 | 83,5

80 | 81,7 | 82,0 | 82,5 | 82,7

90 | 81,1 | 81,4 | 82,0 | 82,2

Десна СВ | 60 | 83,2 | 84,2 | 84,5 | 86,7

70 | 82,3 | 83,8 | 84,2 | 85,5

80 | 81,9 | 82,6 | 83,8 | 84,3

90 | 81,4 | 82,0 | 83,1 | 83,8

PR39D81 | 60 | 87,2 | 89,3 | 89,9 | 89,4

70 | 86,9 | 89,0 | 89,0 | 88,7

80 | 86,4 | 88,1 | 87,4 | 87,6

90 | 86,0 | 87,6 | 87,0 | 87,0

PR39R86 | 60 | 91,0 | 92,0 | 92,4 | 92,2

70 | 90,4 | 91,8 | 91,9 | 91,4

80 | 90,0 | 90,6 | 90,1 | 90,4

90 | 89,5 | 90,2 | 90,0 | 90,2

х Страхова надбавка насіння до фактичної густоти – 10-15 %.

Нашими дослідженнями виявлено окремі сортові особливості гібридів, що певним чином впливало на польову схожість насіння. Так, найвищу польову схожість насіння відмічено у гібрида кукурудзи PR39R86, найменшу – Ювілейний 70 М (відповідно 92,4 % і 81,1 %).

У гібрида кукурудзи PR39D81 найвищі показники польової схожості встановлено при густоті 60 тис./га і внесенні N90Р90К90 – 89,9 %. Збільшенням густоти стояння до 90 тис./га і внесення повного мінерального добрива в нормі N120Р90К90 польова схожість насіння знижувалася до 87,0 %. У гібридів Десна СВ і Ювілейний 70 М спостерігалась аналогічна закономірність, проте в цих варіантах показники польової схожості були дещо нижчими, що пов’язано як з біологічними особливостями цих гібридів, так і меншою крупністю насіння.

Із збільшенням густоти стояння з 60 до 90 тис./га ефективність добрив знижувалась. Так, якщо у рослин кукурудзи гібрида PR39R86 виживання протягом вегетаційного періоду при густоті 70 тис./га складало від рівня мінерального живлення 84,5-96,2 %, то у гібрида Ювілейний 70 М – 77,5-88,4% незалежно від рівня мінерального живлення.

Збільшення густоти стояння до 90 тис./га призводило до зниження загального виживання рослин, що негативно вплинуло на формування оптимальної передзбиральної густоти стояння та продуктивності кукурудзи. Так, у гібрида Ювілейний 70 М із збільшенням густоти стояння рослин з 70 тис./га до 90 тис./га загальне виживання зменшилось на 8,03 %, а у гібрида PR39R86 – на 3,1%.

Внесення під кукурудзу мінеральних добрив позитивно впливало на стійкість рослин проти несприятливих зовнішніх чинників. У варіанті без внесення добрив загальне виживання рослин кукурудзи гібрида Ювілейний 70 М складало 77,5 %, із збільшенням рівня мінерального живлення до N120Р90К90 на період збирання залишилося 88,4 %, гібрида PR39R86 відповідно – 84,5 і 96,2 %.

Отже, нашими дослідженнями встановлено, що польова схожість насіння кукурудзи в більшій мірі залежала від рівня удобрення та біологічних особливостей гібридів і менше – від густоти стояння рослин.

Результати досліджень свідчать, що тривалість вегетаційного періоду залежить від густоти стояння рослин кукурудзи, сортових особливостей гібридів та норми мінеральних добрив (рис. 1).

Рис. 1. Частка впливу факторів на тривалість міжфазного періоду сівба-повна стиглість: А – норма добрив; В – гібриди; С – густота стояння рослин

Коротшим (114 днів) вегетаційний період був у гібрида Десна СВ із густотою 60 тис./га незалежно від норм мінеральних добрив. Найдовший вегетаційний період відмічено у гібридів Ювілейний 70 М при густоті 80 і 90 тис./га і внесенні N120P90K90 (відповідно 124 і 126 днів) і PR39R86 на варіантах 90 тис./га і N90P90K90 – 125 днів. Між густотою стояння рослин і тривалістю вегетаційного періоду встановлено тісну позитивну кореляційну залежність (r = 0,96).

Особливості росту і розвитку рослин кукурудзи залежно від густоти стояння і норм добрив. На основі спостережень за ростовими процесами було встановлено, що висота рослин залежить як від біологічних особливостей гібридів, так і рівня мінерального живлення та густоти стояння рослин (рис. 2).

Найвищими були рослини всіх гібридів кукурудзи за внесення N120P90K90, але при різній густоті стояння. Так, гібриди кукурудзи Ювілейний 70 М і Десна СВ найвищими були при густоті 70 тис./га – відповідно 217 і 223 см, а гібриди PR39D81 і PR39R86 при густоті 80 тис./га – відповідно 247 і 258 см.

Рис. 2. Частка впливу факторів на висоту рослин кукурудзи у фазу молочно-воскової стиглості зерна, см: А – норма добрив; В – гібриди; С – густота стояння рослин

Вміст і динаміка поживних речовин у ґрунті, особливості використання їх рослинами кукурудзи. Урожайність кукурудзи і якість зерна значною мірою залежить від забезпечення рослин елементами мінерального живлення протягом вегетації.

У процесі вегетації кукурудзи вміст нітратів у ґрунті змінювався залежно від інтенсивності використання їх рослинами. Динаміка нітратів у ґрунті пов'язана з накопиченням сухої речовини рослинами кукурудзи. Від початку вегетації (9 – 10 листків) до наливання і дозрівання зерна спостерігається лінійне зменшення нітратів у ґрунті, досягаючи мінімуму у фазі молочно-воскової стиглості зерна.

Зменшення вмісту нітратного азоту в другій половині вегетації пояснюється уповільненням нітрифікаційних процесів та значним виносом азоту рослинами кукурудзи через інтенсивний приріст органічної маси, яка досягає максимуму в період молочно-воскової стиглості зерна.

Результати спостережень за динамікою нітратного азоту в шарі ґрунту 0-20 см засвідчили, що вміст азоту залежить і від біологічних особливостей гібридів кукурудзи (табл. 2). Найменший вміст азоту в ґрунті у фазу молочної стиглості зерна мав місце на контрольному варіанті під час вирощування гібридів PR39D81 і PR39R86 з густотою 90 тис./га – відповідно 5,8 і 5,5 мг/кг ґрунту, проти 7,1 мг/кг ґрунту у гібрида Ювілейний 70 М, що головним чином і вплинуло на формування продуктивності кукурудзи.

Таблиця 2

Динаміка нітратного азоту (NO3) в шарі ґрунту 0 – 20 см у фазу молочної стиглості зерна, мг/кг ґрунту, (середнє за 2001-2004 рр.)

Гібрид | Густота стояння, тис.шт./га | Норми мінеральних добрив, кг/га д.р.

Без добрив

(контроль) |

N60P60K60 |

N90P90K90 |

N120P90K90

Ювілейний 70 М

(контроль) | 60 | 9,5 | 11,3 | 12,1 | 12,5

70 | 8,8 | 10,5 | 11,1 | 11,4

80 | 8,4 | 8,9 | 9,4 | 9,7

90 | 7,1 | 7,5 | 7,9 | 8,1

Десна СВ | 60 | 9,1 | 11,0 | 11,8 | 12,2

70 | 8,4 | 10,2 | 10,7 | 11,0

80 | 7,9 | 8,5 | 9,0 | 9,4

90 | 6,7 | 7,1 | 7,4 | 7,6

PR39D81 | 60 | 8,4 | 10,3 | 11,1 | 11,5

70 | 7,7 | 9,5 | 10,0 | 10,3

80 | 7,1 | 7,8 | 8,2 | 8,8

90 | 5,8 | 6,2 | 6,7 | 7,0

PR39R86 | 60 | 8,0 | 9,8 | 10,6 | 11,0

70 | 7,3 | 9,0 | 9,5 | 9,8

80 | 6,7 | 7,3 | 7,6 | 8,2

90 | 5,5 | 5,8 | 6,1 | 6,7

НІР 05 0,4

Отже, забезпеченість рослин нітратним азотом в другій половині вегетації на удобреному фоні у порівнянні з неудобреним була у 1,2-1,4 раза більшою. Відмічена тенденція до зменшення кількості цього елемента при загущенні посіву до 90 тис./га.

Найбільше рухомого фосфору рослини кукурудзи використовували у період 9-10 листків – викидання волоті. Так, в ці фази рослини кукурудзи, в середньому по гібридах, на формування одиниці врожаю витрачали на 14,5 – 18,2 % більше порівняно з фазами викидання волоті і молочної стиглості зерна, що зумовлено біологічними особливостями гібридів кукурудзи. Гібриди кукурудзи PR39D81 і PR39R86 виносили з ґрунту на 4,2 – 5,8 % більше рухомого фосфору, порівняно з Ювілейним 70 М (контроль), що і вплинуло на формування величини врожаю. В сезонній динаміці фосфору в ґрунті простежувалася залежність, аналогічна динаміці нітратів

Калій починає надходити у рослини високими темпами вже з перших днів з'явлення сходів і до фази викидання волоті. У фазу 9-10 листків ґрунтові запаси обмінного калію під посівом кукурудзи знаходилися у межах 91-126 мг/100 г ґрунту. Вміст його в ґрунті меншою мірою залежав від густоти стояння рослин, а головним чином визначався різним рівнем мінерального живлення та біотипів гібридів кукурудзи. Так, із збільшенням густоти стояння з 60 до 90 тис./га ґрунтові запаси обмінного калію в середньому по гібридах зменшилися на 8,0-8,5 %. Внесення мінеральних добрив у нормі N60P60K60 сприяло збільшенню кількості обмінного калію в ґрунті на 10,2 – 13,2 % порівняно з контролем, а у разі внесення мінеральних добрив у нормі N120P90K90 вміст калію збільшився на 16,7 – 20,2 %.

Найменший вміст обмінного калію в шарі ґрунту 0-20 см відмічено у варіантах досліду з використанням гібридів PR39D81 і PR39R86. Так, при вирощуванні гібрида Ювілейний 70 М (контроль) з густотою стояння 60 тис./га і внесенні N120P90K90 вміст калію в ґрунті у фазу 9-10 листків становив 126 мг/100 г ґрунту, а при вирощуванні гібридів PR39D81 і PR39R86 вони зменшилися відповідно на 5,5 і 6,4 %. У варіанті з гібридом Десна СВ ґрунтові запаси обмінного калію знаходилися в межах контрольного варіанту.

До фази викидання волотей ґрунтові запаси обмінного калію зменшилися на 9,2-11,1 %. Внесення добрив сприяло збільшенню калію в ґрунті на 18,8 – 20,2 % порівняно з контролем.

У другій половині вегетації запаси обмінного калію в ґрунті зменшилися (табл. 3). Порівняно з фазою 9-10 листків вони зменшилися на неудобрених варіантах на 12,1-13,9, на удобрених – на 11,1 – 12,6 %, а з фазою викидання волоті відповідно на 3,1-3,4 % і 8,5-8,7 %. Тобто у другій половині вегетації на удобрених варіантах використання обмінного калію рослинами зростає.

Таблиця 3

Динаміка обмінного калію (K2 O) в шарі ґрунту 0 – 20 см у фазу молочної стиглості зерна, мг/кг ґрунту, (середнє за 2001-2004 рр.)

Гібрид | Густота стояння, тис.шт./га | Норми мінеральних добрив, кг/га д.р.

Без добрив

(контроль) |

N60P60K60 |

N90P90K90 |

N120P90K90

Ювілейний 70 М

(контроль) | 60 | 93 | 104 | 108 | 112

70 | 92 | 103 | 107 | 110

80 | 89 | 101 | 104 | 107

90 | 84 | 98 | 101 | 103

Десна СВ | 60 | 91 | 102 | 106 | 109

70 | 89 | 100 | 104 | 107

80 | 87 | 98 | 101 | 105

90 | 81 | 95 | 98 | 101

PR39D81 | 60 | 89 | 100 | 104 | 107

70 | 87 | 98 | 102 | 105

80 | 85 | 95 | 98 | 102

90 | 78 | 92 | 95 | 98

PR39R86 | 60 | 87 | 98 | 102 | 104

70 | 85 | 96 | 100 | 103

80 | 82 | 94 | 97 | 100

90 | 76 | 90 | 92 | 96

НІР 05 2,0

Із зменшенням площі живлення закономірність динаміки ґрунтових запасів обмінного калію в досліді збереглася. Найбільше калію з ґрунту за період вегетації використали гібриди кукурудзи PR39D81 і PR39R86 (відповідно на 4,5-7,1 % більше, ніж на контролі), що пояснюється їх підвищеними вимогами до елементів живлення.

Аналізуючи динаміку ґрунтових запасів елементів живлення відмітимо, що внесення мінеральних добрив у нормі N120P90K90, порівняно з варіантом без добрив, сприяло збільшенню кількості в ґрунті нітратного азоту (NO3) на 21,8-37,5 %, рухомого фосфору (P2O5) на 33,2-38,7 % і обмінного калію (K2O) на 19,5 – 26,3 %.

Водний режим ґрунту та використання води рослинами кукурудзи залежно від рівня мінерального живлення і густоти стояння. Дослідженнями встановлено, що із збільшенням глибини відбору проб водоспоживання кукурудзи погіршувалося. Це пояснюється розміщенням основної маси кореневої системи (50-65 %) в шарі ґрунту 0-50 см. Водоспоживання по фазах росту й розвитку було неоднаковим. До фази 9-10 листків воно було незначне і переважно з шару ґрунту 0-50 см. У шарі ґрунту 100-150 см спостерігалося збільшення запасів доступної вологи у середньому на 34,6 м3/га за рахунок випадання опадів та їх переміщення в нижні шари ґрунту, а також з особливостями розвитку кореневої системи – у фазу 9-10 листків коренева система проникає на глибину до 60 см.

Із ростом і розвитком кореневої системи і надземної маси водоспоживання з нижніх шарів ґрунту зростало. У відсотковому відношенні від сумарного водоспоживання у період сходи – фаза 9-10 листків кукурудза витрачала 7,1 %, від 9-10 листків до викидання волоті – 41,4 %, викидання волотей – повна стиглість зерна – 51,5 %.

Ефективність використання води була неоднаковою, про що свідчать дані розрахунків коефіцієнтів водоспоживання, які визначають витрату води на створення одиниці врожаю (табл. 4). Проведеними дослідженнями встановлено, що збільшення густоти стояння рослин кукурудзи з 60 тис./га до 90 тис./га призводить до зростання коефіцієнтів водоспоживання. Більш раціональне використання води рослинами мало місце на удобреному фоні, що пояснюється зниженням інтенсивності транспірації та підвищенням фотосинтетичних процесів у рослинах. У середньому за роки досліджень найефективніше витрачали вологу гібриди кукурудзи PR39R86 і PR39D81 на варіанті 60 тис./га і внесенні N120P90K90 – 471 та 478 м3/т відповідно. При цій же самій густоті стояння, але без внесення добрив коефіцієнт водоспоживання становив – відповідно 509 і 516 м3/т. Із збільшенням густоти стояння до 90 тис./га коефіцієнт водоспоживання збільшився відповідно на 8,7 і 8,5 %. У гібридів кукурудзи Десна СВ і Ювілейний 70 М коефіцієнт водоспоживання був відповідно на 4,6 % і 7,9 % більшим порівняно з PR39R86, проте закономірність залежно від густоти стояння рослин і рівня мінерального живлення в досліді збереглася.

Сумарне водоспоживання у гібридів кукурудзи знаходилося в межах 3924-4211 м3/га. Таку вологозабезпеченість можна характеризувати як достатньою для формування високого врожаю зерна кукурудзи, про що свідчать дослідження С.І. Слухая (1974), який відмічає, що у разі достатнього вологозабезпечення витрати води складають 3500-4500 м3/га.

Таблиця 4

Водоспоживання рослин кукурудзи залежно від густоти стеблостою і

рівня мінерального живлення (середнє за 2001-2004 рр.)

Варіант досліду | Показники водоспоживання рослин кукурудзи при густоті стояння, тис./га

сумарне водоспоживання, м3/га | коефіцієнт водоспоживання, м3/т

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

Ювілейний 70 М (контроль)

Без добрив (контроль) | 3924 | 3939 | 3957 | 3978 | 544 | 562 | 578 | 593

N60P60K60 | 3956 | 3974 | 3990 | 4015 | 521 | 536 | 550 | 563

N90P90K90 | 3972 | 3991 | 4004 | 4030 | 512 | 528 | 541 | 555

N120P90K90 | 3998 | 4005 | 4019 | 4046 | 506 | 522 | 535 | 547

Десна СВ

Без добрив (контроль) | 3936 | 3951 | 3969 | 3990 | 532 | 550 | 566 | 581

N60P60K60 | 3968 | 3986 | 4002 | 4027 | 509 | 524 | 538 | 551

N90P90K90 | 3984 | 4003 | 4016 | 4042 | 500 | 516 | 529 | 543

N120P90K90 | 4010 | 4017 | 4031 | 4058 | 494 | 510 | 523 | 535

PR39D81

Без добрив (контроль) | 4064 | 4076 | 4097 | 4120 | 516 | 534 | 550 | 565

N60P60K60 | 4101 | 4112 | 4134 | 4157 | 493 | 508 | 522 | 535

N90P90K90 | 4119 | 4131 | 4152 | 4175 | 484 | 500 | 513 | 527

N120P90K90 | 4141 | 4155 | 4175 | 4198 | 478 | 494 | 507 | 519

PR39R86

Без добрив (контроль) | 4077 | 4089 | 4110 | 4133 | 509 | 527 | 543 | 558

N60P60K60 | 4114 | 4125 | 4147 | 4170 | 486 | 501 | 515 | 528

N90P90K90 | 4132 | 4144 | 4165 | 4188 | 477 | 493 | 506 | 520

N120P90K90 | 4154 | 4168 | 4188 | 4211 | 471 | 487 | 500 | 512

НІР 05 для сумарного водоспоживання 23,5.

Фотосинтетична діяльність рослин кукурудзи. Фотосинтетична діяльність посівів є домінуючою в початкові фази росту й розвитку рослин. Із переходом до періоду формування репродуктивних органів роль фотосинтезу постійно зменшується і домінуючими стають процеси, пов'язані з формуванням репродуктивних органів та перерозподілом пластичних речовин між окремими органами рослин.

Важливим показником фотосинтетичної діяльності рослин є фотосинтетичний потенціал, який характеризує продуктивність роботи листкового апарату протягом вегетаційного періоду (табл. 5). Дослідженнями встановлено, що фотосинтетичний потенціал змінювався як від морфобіологічних особливостей гібридів кукурудзи, так і густоти стояння рослин і рівня мінерального живлення. Найбільший фотосинтетичний потенціал забезпечували гібриди PR39R86 і PR39D81 при густоті 90 тис./га і внесенні N120P90K90 – відповідно 3,86 і 3,77 млн м2 днів/га, а на варіанті без добрив – 3,11 і 2,83 млн м2 днів/га відповідно. У гібрида Десна СВ найвищий фотосинтетичний потенціал 3,21 млн м2 днів/га формувався також при 90 тис./га і збільшення норми мінеральних добрив.

Таблиця 5

Фотосинтетичний потенціал посівів кукурудзи залежно від біотипу гібридів, густоти стояння і норм мінеральних добрив, млн м2 днів/га,

(середнє за 2001-2004 рр.)

Гібрид | Густота стояння, тис.шт./га | Норми мінеральних добрив, кг/га д.р.

Без добрив

(контроль) |

N60P60K60 |

N90P90K90 |

N120P90K90

Ювілейний 70 М

(контроль) | 60 | 1,91 | 2,19 | 2,30 | 2,41

70 | 2,16 | 2,50 | 2,58 | 2,75

80 | 2 ,27 | 2,76 | 2,93 | 3,08

90 | 2,23 | 2,87 | 3,11 | 3,31

Десна СВ | 60 | 1,98 | 2,28 | 2,38 | 2,45

70 | 2,25 | 2,60 | 2,76 | 2,81

80 | 2,36 | 2,80 | 2,96 | 3,05

90 | 2,41 | 2,87 | 3,05 | 3,21

PR39D81 | 60 | 2,25 | 2,49 | 2,58 | 2,70

70 | 2,54 | 2,78 | 2,97 | 3,07

80 | 2,74 | 3,10 | 3,22 | 3,48

90 | 2,89 | 3,27 | 3,57 | 3,77

PR39R86 | 60 | 2,32 | 2,62 | 2,70 | 2,77

70 | 2,63 | 2,97 | 3,10 | 3,14

80 | 2,93 | 3,38 | 3,53 | 3,60

90 | 3,11 | 3,60 | 3,84 | 3,86

Отже, при внесенні добрив збільшується величина фотосинтетичного потенціалу по гібридах на 11,9-26,2 %. Загущення посівів до 90 тис. /га по всіх гібридах сприяло підвищенню фотосинтетичного потенціалу. Так, у Ювілейного 70 М він збільшувався на 16,7 %, Десна СВ – на 21,7, PR39D81 – на 28,4 і PR39R86 – на 34,0 %, що пояснюється перш за все морфобіологічними особливостями гібридів.

Збільшення фотосинтетичного потенціалу створює кращі умови для формування високої продуктивності посіву, але площа фотосинтетичного апарату не відображає частки впливу на величину врожаю за певний час вегетації. Важливим показником інтенсивності росту кукурудзи є чиста продуктивність фотосинтезу, яка показує відношення добового приросту сухої речовини до площі листків (табл. 6). Проведеними дослідженнями встановлено, що величина чистої продуктивності фотосинтезу посівів кукурудзи залежала від морфологічних і біологічних особливостей гібридів, густоти стояння та добрив. У розріджених посівах чиста продуктивність фотосинтезу була найбільшою. В цих варіантах значно інтенсивніше відбувалося накопичення абсолютно-сухої речовини, в результаті чого показники маси рослин були вищими, ніж у загущених посівах. Так, у варіантах без добрив із збільшенням густоти стояння рослин з 60 до 90 тис./га чиста продуктивність фотосинтезу зменшувалась у Ювілейного 70 М (контроль) на 12,2 %, Десна СВ – на 11,5, у гібридів PR39R86 і PR39D81 – відповідно на 8,3 і 8,5 %.

Таблиця 6

Чиста продуктивність фотосинтезу посівів кукурудзи залежно від біотипу гібридів, густоти стояння і норм мінеральних добрив, г/м2 за добу,

(середнє за 2001-2004 рр.)

Гібрид | Густота стояння, тис.шт./га | Норми мінеральних добрив, кг/га д.р.

Без добрив

(контроль) |

N60P60K60 |

N90P90K90 |

N120P90K90

Ювілейний 70 М

(контроль) | 60 | 9,8 | 10,4 | 11,0 | 11,6

70 | 9,6 | 10,2 | 10,8 | 11,3

80 | 9,2 | 9,8 | 10,3 | 10,8

90 | 8,6 | 9,2 | 9,8 | 10,2

Десна СВ | 60 | 10,4 | 11,1 | 11,8 | 12,4

70 | 10,2 | 10,9 | 11,6 | 12,2

80 | 9,8 | 10,4 | 11,2 | 11,8

90 | 9,2 | 9,8 | 10,7 | 11,2

PR39D81 | 60 | 11,8 | 12,4 | 13,1 | 13,5

70 | 11,6 | 12,2 | 12,9 | 13,2

80 | 11,3 | 11,9 | 12,5 | 12,9

90 | 10,8 | 11,4 | 12,0 | 12,4

PR39R86 | 60 | 12,0 | 12,8 | 13,4 | 13,9

70 | 11,8 | 12,6 | 13,2 | 13,6

80 | 11,5 | 12,3 | 12,9 | 13,3

90 | 11,0 | 11,8 | 12,5 | 12,8

Внесення добрив збільшувало величину чистої продуктивності фотосинтезу у Ювілейного 70 М на 18,4 %, Десна СВ – на 19,2, PR39D81 – на 14,4 і PR39R86 – на 15,8 %. На удобрених варіантах із збільшенням густоти стояння рослин чиста продуктивність фотосинтезу зменшувалась меншою мірою, що пояснюється інтенсивнішим накопиченням сухої речовини.

Найбільша чиста продуктивність фотосинтезу була у гібрида PR39R86 – 11,0-13,9 г/м2 за добу, дещо менша у PR39D81 – 10,8-13,5 г/м2 за добу. У гібридів Ювілейний 70 М і Десна СВ чиста продуктивність фотосинтезу знаходилася в межах – 8,6-11,6 і 9,2-12,4 г/м2 за добу відповідно.

Урожайність зерна кукурудзи залежно від густоти стояння і норм добрив. Аналіз структури врожаю дає можливість зробити висновки, що збільшення густоти стояння рослин з 60 до 90 тис./га кількість зерен із качана зменшувалася на 20,1-25,2 %, маса зерна – на 25,1-30,5 % і маса 1000 зерен – на 5,4-8,3 %, а внесення добрив підвищило ці показники відповідно на 0,3-4,5 %, 7,6-10,2 і 11,9-12,9 %.

Урожайність зерна гібридів кукурудзи змінювалась під впливом біологічних особливостей, густоти стояння рослин, норм мінеральних добрив і погодних умов в роки проведення досліджень (табл. 7). Як показали результати досліджень, гібриди кукурудзи Ювілейний 70 М і Десна СВ на неудобреному фоні і з внесенням мінеральних добрив найвищий урожай зерна сформували при передзбиральній густоті стояння рослин 70 тис./га. Для гібридів PR39D81 і PR39R86 оптимальною виявилася густота стояння рослин 80 тис./га.

Таблиця 7

Урожайність зерна кукурудзи при вологості 14 % залежно від густоти стояння рослин і норм добрив, т/га (середнє за 2001-2004 рр.)

Варіант досліду | Густота стояння, тис.шт./га | Гібриди

Ювілейний 70 М

(контроль) | Десна СВ | PR39D81 | PR39R86

Без добрив

(контроль) | 60 | 5,04 | 5,39 | 6,35 | 6,65

70 | 5,77 | 6,14 | 6,91 | 7,15

80 | 5,12 | 5,54 | 7,17 | 7,52

90 | 4,85 | 5,35 | 7,13 | 7,46

N60P60K60 |

60 | 5,55 | 5,93 | 6,85 | 7,15

70 | 6,06 | 6,39 | 7,35 | 7,59

80 | 5,52 | 5,98 | 7,59 | 7,84

90 | 5,25 | 5,55 | 7,46 | 7,73

N90P90K90 |

60 | 6,01 | 6,38 | 7,30 | 7,56

70 | 6,48 | 6,77 | 7,84 | 8,16

80 | 5,81 | 6,27 | 8,08 | 8,39

90 | 5,46 | 5,79 | 7,91 | 8,21

N120P90K90 |

60 | 6,37 | 6,66 | 7,59 | 7,90

70 | 6,88 | 7,01 | 8,29 | 8,57

80 | 6,09 | 6,51 | 8,70 | 9,03

90 | 5,67 | 6,01 | 8,49 | 8,75

НІР 0,5, ц/га | Гібриди | 0,13

Добрива | 0,13

Густота | 0,13

Взаємодія | 0,5

У середньому за роки досліджень найвища врожайність зерна у неудобрених варіантах у гібрида Ювілейний 70 М (контроль) формувалася при густоті 70 тис./га і становила 5,77 т/га. За густоти 80 тис./га вона зменшувалася на 11,3 %, а при густоті 90 тис./га – на 15,9 %. У гібрида Десна СВ більш висока врожайність зерна була при густоті