Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Продуктивный потенциал кукурузы и факторы его реализации в лесостепи Южного Зауралья

ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство

Автореферат диссертации по теме "Продуктивный потенциал кукурузы и факторы его реализации в лесостепи Южного Зауралья"

На правахрукописи

ПАНФИЛОВ Алексей Эдуардович

ПРОДУКТИВНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ КУКУРУЗЫ И ФАКТОРЫ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ В ЛЕСОСТЕПИ ЮЖНОГО ЗАУРАЛЬЯ

06.01.09 — Растениеводство

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

Новосибирск 2005

Работа выполнена в ГНУ Курганском научно-исследовательском институте сельского хозяйства и в Институте агроэкологии — филиале ФГОУ Челябинского государственного агроинженерного университета в 1984-2003 годах.

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник

доктор сельскохозяйственных наук старший научный сотрудник

доктор сельскохозяйственных наук старший научный сотрудник

Ведущая организация —

Силантьев Анатолий Николаевич Сапрыкин Валентин Сергеевич Шукис Евгений Раймондович

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новосибирский государственный аграрный университет

Защита диссертации состоится « 17 » июня 2005 г. на заседании диссертационного совета Д 006.058.01 при Государственном научном учреждении Сибирском научно-исследовательском институте кормов СО РАСХН (630501, Новосибирская область, Новосибирский район, п. Краснообск, ГНУ СибНИИ кормов).

Факс: (3832) 48-39-11; e-mail: korma@online.nsk.su

С диссертацией можно ознакомиться в ученой части ГНУ СибНИИ кормов.

Автореферат разослан «

апреля 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Осипова Г.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. История массового кукурузосеяния в Зауралье берет свое начало в середине 50-х годов. Однако, как показывает анализ развития отрасли, возможности кукурузы в регионе за прошедший период использовались в среднем на 25-30 % при закономерно вытекающей убыточности производства силоса.

Перевод отрасли на оптимальный уровень продуктивности и качества урожая, а также адаптация кукурузы как зерновой культуры предполагает решение комплекса взаимообусловленных задач, направленных на эффективную реализацию ее генетического потенциала в условиях региона. Центральное место в этом комплексе принадлежит созданию и подбору адаптированных гибридов, достаточно полно использующих агроклиматические ресурсы региона. Современные реестровые гибриды лишь частично соответствуют оптимальным параметрам модели адаптированного биотипа.

Необходимыми условиями реализации продуктивного потенциала гибридов являются, во-первых, оптимизация элементов сортовой агротехники, обусловленных нормой реакции генотипов (сроки посева, густота растений, уровень минерального питания), во-вторых, совершенствование системы зашиты растений от вредителей, болезней и сорняков как фактора, обеспечивающего адаптивные функции сортовой агротехники.

Цель исследований — обоснование интенсивной технологии возделывания кукурузы, обеспечивающей эффективную реализацию потенциала культуры и агроклиматических ресурсов региона, стабильное производство высокоэнергетических кормов при урожайности зерна до 7 т/га, сухой массы — до 16 т/га, высокую окупаемость затрат.

Задачи исследований:

— установить зависимость продуктивности кукурузы от скороспелости биотипов и условий вегетации, обосновать ее действительно возможные уровни и вероятные колебания;

— дать количественную оценку адаптивного потенциала различных по скороспелости гибридов кукурузы, выявить оптимальные значения параметров экологической пластичности и стабильности;

— разработать модели адаптированных биотипов кукурузы для различных направлений использования;

— изучить реакцию различных по скороспелости биотипов на элементы сортовой агротехники, определить их оптимальные параметры в технологических схемах;

— усовершенствовать систему зашиты растений от вредителей, болезней и сорняков применительно к агроклиматическим условиям региона для различных по уровню интенсификации технологий;

— дать экономическую оценку технологическим схемам возделывания кукурузы на силос и зерно.

Научная новизна и теоретическая значимость работы. В результате оптимизации взаимодействия «среда — генотип — сортовая агротехника» обоснованы интенсивные технологии возделывания кукурузы на силос и зерно в лесостепной зоне Южного Зауралья. Исследованы корреляционные связи между хозяйственно полезными признаками, дана количественная оценка адаптивных свойств различных по скороспелости гибридов, разработаны модели адаптированных биотипов кукурузы. Дан анализ использования кукурузой агроклиматических ресурсов региона и вероятностный прогноз силосной и зерновой продуктивности, изучено ее многолетнее варьирование.

Предложены модифицированная методика оценки экологической пластичности и стабильности генотипов и зональная классификация гибридов по скороспелости.

Установлена обусловленность параметров сортовой агротехники свойствами генотипов, прежде всего — скороспелостью. Показан комплементарный характер взаимодействия различных методов и приемов борьбы с сорняками, связанный с разной избирательностью их действия. Обоснованы схемы зашиты растений от вредителей, болезней и сорняков, дифференцированные по химической и энергетической нагрузке на пашню, рассчитанные на различные уровни продуктивности и экономической эффективности в зависимости от ресурсных возможностей производителей.

На защиту выносятся:

— агроэкологическое и экономическое обоснование оптимальной продолжительности вегетационного периода для гибридов различных направлений использования и элементов их сортовой агротехники;

— вероятностный прогноз зерновой и силосной продуктивности различных по скороспелости гибридов по агроклиматическим зонам;

— модифицированная методика оценки экологической пластичности и стабильности генотипов;

— зональная классификация гибридов кукурузы по скороспелости и модели адаптированных биотипов;

— технологические схемы контроля засоренности, дифференцированные по затратам и химической нагрузке на пашню.

Практическая значимость и реализация результатов исследований. Результаты исследований легли в основу разработки интенсивной технологии возделывания кукурузы, обеспечиваюшей в лесостепной зоне Зауралья сбор обменной энергии в среднем 90-100 ГДж/га, зерна— 4,5-5,0 т/га, повышение качества и энергетической ценности силоса, снижение потерь питательных вешеств в процессе силосования и себестоимости продукции.

Использование зональной классификации гибридов кукурузы по скороспелости и моделей адаптированных биотипов позволит повысить эффективность Государственного сортоиспытания.

Интенсивная технология выращивания раннеспелых гибридов Скандия, Днепровский 141Т, Молдавский 215МВ, Бемо 181СВ на силос реализована в

1987-1988 годах в хозяйствах Курганской области на площади соответственно 42 и 116 тыс. га. Достигнутая продуктивность составила 4,4 т к. ед./га, что превысило показатели базового периода в 1,9-2,1 раза; суммарный экономический эффект— 39 млн рублей. Внедрение технологии в 1987-1991 годах в ОПХ «Батуринское» Шадринского района на площади 1,4-2,2 тыс. га обеспечило среднюю урожайность сухой массы 7,6 т/га, суммарный экономический эффект — 4,2 млн рублей. Технология возделывания скороспелой гибридной комбинации КОС 1492 на зерно прошла производственную проверку в 2001 году в СХПК «Толсты» Варненского района Челябинской области на площади 50 га. Урожайность зерна стандартной влажности составила 4,6 т/га, суммарный экономический эффект — 226 тыс. рублей.

Материалы диссертации использованы при разработке «Системы земледелия Курганской области» (1988), «Научных основ систем земледелия Курганской области» (2001), областных и региональных научно-практических рекомендаций, учебного пособия и учебно-методических указаний для студентов агрономических факультетов.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы получили положительную оценку на заседаниях Ученого совета Курганского НИИСХ (1985-1996), зональных, региональных и международных научно-практических конференциях, симпозиумах и совещаниях (Челябинск, 1985; Курган, 1986, 1994, 1995, 2000; Новосибирск, 1987; Свердловск, 1988; Москва, 1988, 1989; Минск, 2002), заседании Всесоюзного научно-методического совета по программе «Зерно (кукуруза)» (Кишинев, 1990), научных конференциях Челябинского государственного агроинже-нерного университета (Челябинск, 1998-2004), семинарах проекта Тасв РБЯШ 9901 (Варна, 2000; Магнитогорск, 2000-2002), отмечены дипломом I степени Правительства Челябинской области по итогам конкурса «Инновация-2004».

Основные положения опубликованы в монографии, 10 сборниках научных трудов, 13 научных и научно-производственных журналах, в том числе «Кукуруза и сорго» (4 статьи), «Сибирский вестник сельскохозяйственной науки (2 статьи), «Аграрная наука», «Агро-ХХ1», «Земледелие» (по одной статье), материалах международной, региональных и областных научно-практических конференций и совещаний, производственных и методических рекомендациях. Всего по теме диссертации опубликовано 50 работ объемом 37 печатных листов.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 352 страницах машинописного текста. Состоит из введения, 7 глав, выводов, рекомендаций производству. Содержит 99 таблиц, 41 рисунок, 31 приложение. Библиографический список включает 531 источник, в том числе 63 на иностранных языках.

Автор благодарен кандидатам сельскохозяйственных наук И.А. Сикорскому, И.Н. Цымбаленко, В.Г. Гаркушке за многолетнее научное сотрудничество, кандидату сельскохозяйственных наук И.Л. Фрумину, профессору В.А. Липпу за методическое и техническое содействие, оказанное ими в ходе исследований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Диссертация является обобщением многолетних исследований, выполненных лично автором, а также аспирантами и соискателями под его руководством в период с 1984 по 2003 годы. Исследования выполнены в соответствии с государственной научно-технической программой 054.04.02.08т «Усовершенствовать и внедрить индустриальные технологии возделывания кукурузы, обеспечивающие получение высококачественного сырья с содержанием 24-30 % сухого вещества за счет получения початков молочно-восковой спелости при снижении затрат на единицу продукции на 7-10 %» (№ гос. регистрации 01870088056); с тематическими планами Курганского НИИСХ и Института агроэкологии— филиала Челябинского ГАУ: «Усовершенствовать систему защиты кукурузы от сорняков с учетом ресурсных возможностей и требований экологической безопасности» (№ гос. регистрации 01980001395); «Разработать экологически сбалансированную технологию возделывания кукурузы, обеспечивающую эффективную реализацию потенциала культуры и агроклиматических ресурсов, стабильное производство высокоэнергетических кормов и окупаемость затрат» (№ гос. регистрации 01200312508); с заданием Главного управления сельского хозяйства Челябинской области «Создать адаптированные гибриды кукурузы зернового типа с потенциальной урожайностью 60-70 ц/га и уборочной влажностью зерна 20-25 % и разработать элементы их сортовой агротехники» (№ гос. регистрации 01200315109).

1 Почвенно-климатические условия региона

Дана общая характеристика почвенного покрова региона, показано преобладание выщелоченных и обыкновенных черноземов. Описаны агроклиматическое районирование и гидротермические ресурсы Курганской и Челябинской областей. Климат территории характеризуется как умеренно теплый и умеренно засушливый, с холодной малоснежной зимой, коротким жарким летом, отличающийся от центральных районов Западно-Сибирской равнины меньшей континентальностью. Условиями эффективного растениеводства здесь являются обоснованный подбор культур, сортов и гибридов, применение адаптированных технологий, позволяющих максимально реализовать потенциал климата и минимизировать неизбежные колебания продуктивности и качества урожая сельскохозяйственных культур по годам.

2 Место кукурузы в зерновом хозяйстве и кормопроизводстве

Глава посвящена анализу хозяйственно значимых морфологических и физиологических признаков кукурузы, определяющих ее продуктивность, обзору истории и современного состояния кукурузосеяния в ведущих странах мира и в регионе.

3 Программа, методика и условия проведения исследований

В соответствии с поставленными целью и задачами программа исследований включала три основных направления, реализованных в виде полевых опытов различной продолжительности — от краткосрочных до стационарного.

1. Оценка адаптивности различных по скороспелости гибридов кукурузы, обоснование критериев их оценки и подбора для возделывания на силос и зерно.

2. Изучение реакции различных по скороспелости гибридов кукурузы на варьирование основных элементов сортовой агротехники (сроков посева, густоты растений, условий минерального питания и др.).

3. Обоснование системы защиты растений от сорняков.

Наблюдения, анализы, учеты проводили по методикам ВНИИ кукурузы (Методические указания..., 1980) и Госкомиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур (Роговский, Ролев, 1991), определение подвижного фосфора и обменного калия в почве по Чирикову, нитратного азота— ионо-метрическим методом. При зоотехническом анализе зеленой массы и силоса определяли общую влагу (термостатно-весовым методом), общий азот (по Кьельдалю), жир (по Рушковскому), клетчатку (по Геннеберг-Штоману), золу (сухим озолением), нитраты (ионо-селективным методом), фосфор (по Левицкому), калий (фотометрическим методом). Силосование образцов зеленой массы проводили в имитационных сосудах по методике ВНИИ кормов.

Для статистической обработки данных применяли методы дисперсионного, корреляционного, регрессионного анализов, пробит-анализа. При оценке экологической пластичности и стабильности гибридов пользовались методикой Q.C.C. Tai (1971) в модификации автора (Панфилов, 2000).

Почва Центрального опытного поля Курганского НИИСХ, расположенного в южной лесостепи Зауралья — чернозем выщелоченный среднемощный ма-логумусный средне суглинистый. В Институте агроэкологии (северная лесостепь) исследования проводили на черноземе выщелоченном среднемощном среднегумусном тяжелосуглинистом. Характеристика почв опытных участков показывает, во-первых, их типичность для региона, во-вторых, пригодность для возделывания кукурузы.

По гидротермическим условиям годы исследований можно разделить на несколько типичных групп: жаркие, засушливые (20 % лет), теплые, умеренно засушливые (15 %), влажные на достаточном температурном фоне (35 %), холодные годы со средней и высокой влагообеспеченностью (30 %).

Сравнение условий вегетации в двух географических точках показывает, в северной лесостепи суммы температур за май-август были на 56-113 градусов ниже, чем в южной, тогда как суммы осадков— на 10-34 мм выше. Достаточное разнообразие условий вегетации (до контрастности) говорит о типичности гидротермического фона исследований для климата региона.

Исследования проводили в двухпольных севооборотах кукуруза — зерновые. Фоновая агротехника включала зяблевую вспашку на 20-22 см, ранневе-

сеннее боронование, внесение почвенных гербицидов алирокс, ацетал или харнес, предпосевную культивацию на 8-10 см. Фон минерального питания — К60400 Р40-60. Предпосевная обработка семян заключалась в инкрустации инсектофунгицидами. Посев производили прецизионной сеялкой пунктирно на глубину 5-7 см или вручную с нормой от 81 до 88 тыс. семян/га. Сроки посева в зависимости от складывающихся условий — с 5 по 15 мая.

Уход за растениями заключался в однократном довсходовом бороновании легкими боронами БП-0,6 и одной-двух междурядных обработках (вторая — с окучиванием). При необходимости посевы опрыскивали листовыми гербицидами (2,4-Д, диален, чисталан и др.).

4 Подбор адаптированных гибридов и обоснование его критериев

4.1 Оценка гибридов по скороспелости Анализ многолетних фенологических рядов выявил качественную неоднородность обширной группы гибридов, интегрированных по современным классификациям в группу раннеспелых (таблица 1).

Таблица 1

Характеристика периода «всходы — восковая спелость» (1984-2001 гг.)

ФАО п зодолжительность, суток Суммаt>10"С

средняя минимальная максимальная

110 85 ±5 75 113 1547125

120 87 ±5 77 115 1574 ±26

130 88 ±4 78 116 1602 ±27

140 90 + 4 80 118 1629 ±28

150 92 ±4 81 119 1656 ±30

160 93 ±4 83 120 1683 ±32

170 95 ±4 84 122 1710 ± 35

180 97 ±4 86 123 1737 ±37

190 99 ±4 87 125 1764 ±40

200 100 ±4 89 126 1792 ±43

Увеличение числа ФАО на каждые 10 единиц в лесостепи Зауралья сопровождается удлинением вегетационного периода гибридов в среднем на 1,5 суток, в то время как на среднеевропейских широтах эта величина составляет 1 сутки. Потребность в сумме активных температур от группы к группе возрастает на 27 градусов. В южных зонах кукурузосеяния этот показатель оценивают на 4-5 градусов ниже. Следовательно, разрешающая способность шкалы ФАО для лесостепи Зауралья ниже, чем для традиционных районов кукурузосеяния. Это позволяет предполагать большую дифференциацию смежных групп скороспелости по степени реализации основных хозяйственно полезных признаков и предъявляет более жесткие требования к отбору биотипов по продолжительности вегетационного периода.

Наибольшая дифференциация биотипов наблюдается по обеспеченности фазы восковой спелости, имеющей значение при подборе гибридов для зернового использования (таблица 2). Гарантированное достижение растениями этой

фазы не позднее первой декады сентября (до перехода среднесуточной температуры воздуха через 10 °С) можно прогнозировать только у биотипов ФАО 110-120. Это свидетельствует о приоритетном значении данной группы как зерновой. В группе ФАО 130-150 восковая спелость к середине сентября ожидается с вероятностью 77-87 %, что можно расценивать как условие устойчивого производства консервированных видов зернофуража.

Таблица 2

Обеспеченность фазы восковой спелости к указанной дате у различных по скороспелости гибридов кукурузы, % (1984-2001 гг.)

ФАО Дата

10.08 15.08 20 08 25.08 31.08 5.09 10.09 15.09 20.09 25.09 30.09

110 8 15 25 47 87 97 99 99 100 100 100

120 0 5 15 36 78 90 93 95 96 97 97

130 0 4 13 31 67 82 87 90 90 92 92

140 0 3 10 27 59 74 82 85 86 87 87

150 0 3 9 23 51 68 77 80 81 82 82

160 0 2 7 20 45 63 72 76 77 77 77

170 0 2 5 17 40 58 67 71 72 73 73

180 0 1 4 14 35 53 62 66 67 68 68

190 0 1 3 12 30 48 57 62 63 63 63

200 0 0 2 10 26 43 52 57 58 58 58

Сравнительно низкая обеспеченность фазы восковой спелости у гибридов ФАО выше 150 (72 % и ниже) говорит об их бесперспективности для производства зерна.

Аналогичный прогноз вероятных сроков наступления молочно-восковой спелости показывает, что основное хозяйственное значение при производстве силоса будут иметь гибриды ФАО 130-180 в дополнительном соотношении с биотипами ФАО 110-120. Для определения этого соотношения необходим анализ взаимосвязи скороспелости со степенью реализации продуктивного потенциала и других хозяйственно полезных признаков.

4.2Взаимосвязь продолжительности вегетационного периода гибридов с их морфологическими признаками

Зависимость урожайности от продолжительности вегетационного периода опосредована комплексом морфологических признаков, реализация которых в фенотипе обусловлена фенологическими сроками их формирования. Изучение этих признаков позволило установить зональные особенности их связи со скороспелостью.

Так, по данным 1984-1997 годов, признаки, формирование которых приурочено к периодам листообразования и цветения — число листьев на главном побеге, общее число початков на растении, высота растений и прикрепления початка, озерненность початков— количественно проявляются в фенотипе в прямой зависимости от продолжительности вегетационного периода или в слабой связи с ним. Напротив, элементы структуры урожая, развитие которых

связано с периодом созревания (масса 1000 зерен, выход зерна при обмолоте), под влиянием дефицита тепла попадают в специфическую для зоны тесную обратную зависимость от продолжительности вегетационного периода.

В то же время, как показали более поздние исследования (1998-2001 гг.), некоторые из отмеченных закономерностей проявляются как частные случаи для диапазона ФАО выше 150 единиц. Так, в интервале ФАО 150 и ниже обратная зависимость массы 1000 зерен от продолжительности вегетационного периода прослеживается слабо, а при высокой теплообеспеченности трансформируется в прямую.

Следовательно, развитие селекции на ультраскороспелость в лесостепи Зауралья приводит к тем же закономерностям формирования морфологических признаков, что и в традиционных зонах кукурузосеяния (Чирков, 1969; Купер-ман, 1971; Дзюбецкий, 1973; Теплова и др., 1981; Гурьев, Гурьева, 1988; До-машнев и др., 1992; Шмараев, 1999; Зубко, Орлянский, 1999 и др.). Это позволяет предполагать высокую адаптированность ультраранних гибридов к условиям региона.

4.3 Оценка гибридов кукурузы по зерновой продуктивности

Распределение урожайности зерна кукурузы по годам обусловлено взаимодействием тепло- и влагообеспеченности при доминирующей роли первого фактора. Это вносит существенные коррективы в характер связи между зерновой продуктивностью и элементами ее структуры. Для гибридов интервала ФАО 160 и выше установлена обратная зависимость между урожайностью зерна и числом зерен в початке (г = -0,46), высотой растений (-0,48), числом листьев на главном побеге (0,78). Между тем, по данным Ю.И. Чиркова (1969), ЕА. Тепловой и др. (1981), Б.П. Гурьева, И.А. Гурьевой (1988) и других авторов, в южных регионах кукурузо-сеяния урожайность определяется главным образом этими показателями и находится с ними в тесной прямой корреляции. Те же авторы приводят сведения о слабой зависимости урожайности от массы 1000 зерен и выхода зерна при обмолоте. Однако в Зауралье именно эти структурные элементы наиболее тесно связаны с продуктивностью (коэффициенты корреляции соответственно 0,85 и 0,70).

В совокупности отмеченные закономерности говорят о прогрессирующем разрыве между потенциальной и фактической урожайностью, которым сопровождается удлинение вегетационного периода гибридов. Важнейшим следствием этого является тесная отрицательная связь урожайности с продолжительностью вегетационного периода (г = -0,84), которая в интервале ФАО 160 и выше может рассматриваться как линейная (рис. 1 — кривая 1, сплошная линия) и достаточно близко описывается уравнением регрессии

у = 7,61 —0,016 х, (1)

где х — число ФАО, у — урожайность зерна (т/га).

В результате на первом этапе исследований (1984-1990 годы) максимальные значения урожайности (4,0-4,4 т/га) распределены среди гибридов группы

ФАО 160-200 (по Б.П. Гурьеву, И.А. Гурьевой, 1988, B.C. Цикову, Л.А. Матюхе, 1989— биотипы раннеспелого класса) Днепровский 141Т, Скандия, Бемо 181СВ, Славутич 161, Славутич 207, Эма.

В то же время очевидно, что с повышением адаптивности генотипа фактическая продуктивность должна приближаться к потенциалу гибрида, и при достижении оптимального для региона уровня скороспелости линейная зависимость продуктивности от продолжительности вегетационного периода далее воспроизводиться не будет. Поэтому уже по результатам первого этапа исследований была сделана попытка аппроксимировать исследуемую зависимость криволинейной моделью, описываемой квадратичным уравнением

у = — 1,99 + 0,04х— 1,41*10'" x2. (2)

Экстраполяция кривой 1 (пунктир) позволила предположить существование диапазонов, для которых характерна прямая зависимость урожайности от продолжительности вегетационного периода. При этом ожидаемый максимум продуктивности соответствует значению ФАО 140, но в холодные, влажные годы смещается к 130, а в жаркие, засушливые— к 150 единицам. Проверка этой гипотезы стала возможной начиная с 1991 года, с появлением первых селекционных гибридов, относимых по современным классификациям к группе ультраранних (Нарт 171, Обский 150СВ, КОС 1225СВ, Бемо 160МВ и др.).

Уточненная количественная зависимость зерновой продуктивности от скороспелости подтверждает прогнозируемое положение максимума продуктивности, но принципиально отличается тем, что переход от раннеспелой к ультраранней группе сопровождается скачкообразным увеличением продуктивности на 0,4-0,6 т/га (см. рис. 1, кривая 2). В результате зависимость урожайности двух групп биотипов от продолжительности вегетационного периода описывается разными функциями, что отражает качественно различные уровни взаимодействия «генотип — среда» и сокращение разрыва между потенциальной и фактической продуктивностью. При этом высокая степень реализации генетического потенциала

5,0

3,5 J-1-1-1-1-1-г-

130 140 150 160 170 180 ФЛО

Рис. 1. Зависимость зерновой продуктивности кукурузы от продолжительности вегетационного периода гибридов (Курганский НИИСХ, 1984-1996) (обозначения в тексте)

ультраранних гибридов обусловлена относительной стабилизацией массы 1000 зерен и усилением зависимости урожайности от числа зерен в початке, сравнительно мало подверженного влиянию внешних факторов.

Это определило практический интерес к гетерозисным формам группы ФАО 100-120 как к фактору дополнительной стабилизации зерновой продуктивности и привело к организации совместной селекционной программы с НПО «КОС-Маис». Первыми результатами этой программы к 1998 году стали гибриды с использованием простых межлинейных комбинаций группы ФАО 130-150 в качестве материнских форм и местных сортов-популяций из предгорий Алтая и Кавказа— в качестве отцовских. Изучение полученных гибридов в лесостепи Зауралья позволило оценить их скороспелость на уровне ФАО 110-120.

Оценка зерновой продуктивности кукурузы на уровне групп созревания не выявила существенных различий между биотипами ФАО 110-120 и 130-150 (таблица 3).

Таблица 3

Сравнительная оценка гибридов кукурузы диапазона ФАО 110-180 по урожайности зерна, т/га (Институт агроэкологии, 1998-2000 гг.)

Группа ФАО Год исследований В среднем

1998 1999 2000

110-120 6,02 5,18 3,78 4,99

130-150 5,52 5,76 3,97 5,08

160-180 5,04 4,39 3,55 4,33

НСР„ 1,37 1,03 0,80 0,63

При этом обе группы достоверно превосходят по данному признаку средний показатель раннеспелых гибридов. Следует отметить неоднородность группы ФАО 110-120. Наибольшую продуктивность здесь обеспечили комбинации (СМ 7С • Р2) • Алтай, Астра С • Алтай, (СМ 7 • Р2) • Чеченская. Урожайность комбинации (АБ 7А • К111) • Алтай менее устойчива по годам.

Таким образом, в диапазоне ФАО 120 единиц и ниже не происходит заметного снижения зерновой продуктивности, прогнозируемого при экстраполяции модели. Это свидетельствует о том, что урожайность зерна кукурузы в Зауралье обусловлена не столько продуктивным потенциалом генотипа, сколько уровнем его реализации как функцией скороспелости.

4.4 Прогноз действительно возможной урожайности зерна кукурузы

Расчет корреляционных матриц по данным 1984-1994 годов показал, что в условиях Зауралья зерновая продуктивность кукурузы в наибольшей степени обусловлена взаимодействием сумм активных температур выше 10 °С и осадков за май-август. Детерминированность урожайности кукурузы всего двумя факторами в регионе может быть объяснена жестким лимитирующим влиянием ресурсов тепла, которое нивелирует действие большинства менее активных

факторов. Регрессионная модель продуктивности кукурузы для гибридов ФАО 130-150 описывается уравнением следующего вида:

где у — урожайность (т/га), р — сумма осадков за май-август (мм), t — сумма активных температур за тот же период (градусов).

Наличие адекватной модели позволило дать оценку вероятных уровней продуктивности, обеспеченных ресурсами климата, на основе ретроспективного прогнозирования.

Анализ рядов расчетной урожайности показывает, что, несмотря на тенденцию к некоторому увеличению ее в зоне, переходной к степи, и к снижению в северной лесостепной, средние многолетние уровни для всех трех зон довольно близки (таблица 4). Вместе с тем в северной лесостепи урожайность менее стабильна, что вызвано, с одной стороны, большей частотой лет с недостатком . тепла, резко снижающим продуктивность, с другой — более вероятным сочетанием повышенной тепло- и влагообеспеченности, на фоне которых урожайность достигает 9 тонн с 1 га и более.

Таблица 4

Прогнозируемая урожайность зерна ультраранних гибридов кукурузы в различных почвенно-климатических зонах

Обеспеченность урожайности не ниже прогнозируемой, % Прогнозируемая урожайность, т/га

Северная лесостепь Южная лесостепь Переходная зона

100 0,6 1,4 1,4

90 2,1 2,9 3,0

80 2,6 3,3 3,5

70 3,1 3,7 3,9

60 3,6 4,0 4,2

50 4,1 4,3 4,6

40 4,6 4,6 5,0

30 5,3 5,0 5,5

20 6,3 5,5 6,1

10 7,9 6,3 7,0

5 9,6 7,1 7,9

Средняя многолетняя 4,62 4,70 4,77

Доверительный интервал 4,16-5,07 4,35-5,06 4,40-5,14

Коэффициент вариации, % 36,0 27,6 28,3

В южных районах ресурсы тепла и влаги находятся в более выраженной обратной корреляции (г = -0,54...-0,55 против -0,41 в северной лесостепи), что ограничивает максимальную урожайность уровнем 7,1-7,9 т/га. Однако вероятность того, что в северной лесостепи урожайность окажется существенно выше, чем в южной лесостепной и переходной зонах, не превышает 20 %. На высоких уровнях обеспеченности (40 и более процентов) преимущество по зерновой продуктивности кукурузы остается за южными районами. В частности, уровень урожайности, обеспеченный на 90 %, здесь составляет около 3 т/га, тогда как в

северной лесостепи близок к 2 т/га. Это подтверждает положение о тепле как о главном факторе, лимитирующем урожайность зерна кукурузы.

4.5 Динамикауборочной влажности зерна.

Обоснование оптимальнойпродолжительности вегетационного

периода гибридов Основной фактор, определяющий как технологии уборки и заготовки, так и саму возможность зернового использования кукурузы — уборочная влажность. Основываясь на результатах экономического анализа, Н. РаЫ (1997) для северной зоны кукурузосеяния Германии заключает, что введение кукурузы в структуру зернофуражных посевов целесообразно при влажности не выше 30 %, в оптимуме — при 25 %.

В связи с этим практический интерес представляет вопрос о резервах естественного снижения влажности зерна на корню к середине октября как к предельному сроку уборки зерновых культур. Для получения такой информации исследована предуборочная динамика влажности у биотипов двух групп ФАО— ПО и 140. Анализ динамики влажности биотипа ФАО 140 позволяет заключить, что критический уровень ее составляет около 45 %. Если этот уровень достигнут к дате перехода температуры воздуха через 10 °С, дальнейшая потеря влаги зерном идет в экспоненциальной или линейной регрессии с почти постоянной скоростью, составляющей в среднем 0,7 % (рисунок 2, а). В противном случае (Ь) созревание зерна прекращается или существенно затягивается, а динамика приобретает гиперболический характер с асимптотой, проходящей через отметку около 50 %.

а

70 60

чО

О4

¡2 50 8

¡40 ч

га

зо 20

Ц> 1900'

ФАО 140 Переход температуры воздуха через 10 °С

27 31 4 8 12 16 20 24 28 2 6

Август Сентябрь Октябрь

ъ

70 60 ¡2 50

О О

¡40 с; И 30

20

1К 1800°

сЦАО140 Переход температуры воздуха через 10°С

•

ФАО НО "

27 31 4 8 12 16 20 24 28 2 6 Август Сентябрь Октябрь

Рис. 2. Динамика влажности зерна биотипов ФАО 110 и 140 в различных условиях вегетации (КНИИСХ, 1992-1995 гг.)

Таким образом, основное требование к адаптированному гибриду зернового типа заключается в гарантированной обеспеченности критического уровня влажности зерна, совпадающего по фенологии с серединой восковой спелости, не позднее первой декады сентября. Гибриды группы ФАО 130-150 обеспечивают такую динамику лишь в 63 % случаев. Напротив, для биотипов группы ФАО 110 такая динамика развития характерна на фоне любой теплообеспечен-ности в пределах ее колебаний, типичных для лесостепи Зауралья, что подтверждает положение о приоритетном значении данной группы как зерновой.

4.6Оценка гибридов кукурузы по силосной продуктивности

Зависимость урожайности сухой массы от продолжительности вегетационного периода выражена сравнительно слабо. Вследствие сильного варьирования урожайности внутри групп созревания высокопродуктивные гибриды распределены в довольно широком интервале ФАО — от ПО до 200 единиц. Средняя многолетняя урожайность сухой массы ультраранних и раннеспелых гибридов практически одинакова и составляет около 10 т/га. Более выраженное влияние на урожайность сухой массы оказывают условия вегетации, чем продолжительность вегетационного периода гибридов. Гарантированная урожайность в зависимости от группы созревания колеблется от 5,6 до 6,3 т/га, максимальная (обеспеченная на 5 %) — от 14,7 до 15,6 т/га. Несмотря на тенденцию к снижению средней многолетней продуктивности с севера на юг, обусловленную ухудшением водного режима, зональная дифференциация ее в лесостепи Зауралья незначительна.

Таким образом, оценка гибридов по урожайности сухой массы не позволяет отдать предпочтение какой-либо группе в пределах широкого диапазона ФАО, почти совпадающего с границами класса раннеспелых биотипов в традиционном понимании этого термина. Поэтому решающее значение при выборе силосных гибридов принадлежит оценке качества урожая.

Базовыми показателями качества зеленой массы для производства силоса являются содержание сухого вещества и доля початков молочно-восковой и восковой спелости в урожае. Между продолжительностью вегетационного периода и содержанием сухого вещества обнаружена тесная обратная зависимость с корреляцией от -0,72 до -0,98.

Абсолютные значения содержания сухого вещества и их варьирование в связи со скороспелостью биотипов обусловлены погодными условиями (рис. 3). Ухудшение теплового режима не только снижает содержание сухого вещества в урожае, но и усиливает дифференциацию биотипов по этому признаку. Так, если при достаточной и высокой теплообеспеченности этот показатель изменялся на 0,8-0,9 проц. пунктов на каждые 10 единиц ФАО и варьировал от 20-21 % в группе ФАО 270 до 35-36%— ФАО 100, то на фоне дефицита тепла— на 1,1 пункта, соответственно от 14 до 33 %.

Доля початков в сухом веществе, определяющая, в конечном счете, энергетическую ценность корма, также находится в обратной зависимости от продолжительности вегетационного периода гибридов с колебаниями коэффици-

ента корреляции от -0,21...-0,59 на фоне высокой теплообеспеченности до -0,73...-0,97 при дефиците тепла (рис. 4).

и 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 _ФАО_

---Жаркие, засушливые -Теплые, увлажненные

-----Холодные, влажные —— В среднем

Рис. 3. Содержание сухого вещества в зеленой массе различных по скороспелости гибридов кукурузы в зависимости от условий вегетации (КНИИСХ, 1984-1991 гг., Институт агроэкологии, 1998-2001 гг.)

60

а

0-|-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-г—,-,-

100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 _ФАО_

---Жаркие, засушливые -Теплые, увлажненные

-----Холодные, влажные — В среднем

Рйс. 4. Доля початков в сухом веществе различных по скороспелости гибридов кукурузы в зависимости от условий вегетации (КНИИСХ, 1984-1991 гг., Институт агроэкологии, 1998-2001 гг.)

Оценка биотипов по средним многолетним рядам показывает, что оптимальные значения содержания сухого вещества в зеленой массе (25-35 %) и доли початков в сухой массе (40-45 %) распределены в интервале ФАО 100-200. Однако в годы с дефицитом тепла (сумма активных температур за май-август ниже 1900 градусов) оптимум достигается лишь у биотипов ФАО 170 и менее.

Таким образом, требования устойчивости качества силоса по годам существенно ограничивают выбор биотипов по признаку скороспелости. С учетом

возможной растянутости сроков уборки и отсутствия существенных различий между гибридами по урожайности сухой массы, практический интерес представляет диапазон ФАО от ПО до 170 единиц. Анализ экономической эффективности ограничивает этот выбор еще более узкой группой гибридов ФАО 110-150, для которых характерна минимальная себестоимость сухого вещества (380-390 руб./т). Слабое варьирование показателей качества и экономической эффективности под влиянием погодных условий, характерное для гибридов зернового типа (ФАО 100-120), определяет стабилизирующую роль этой группы в производстве высокоэнергетического силоса.

4.7. Оценка гибридов кукурузы по экологической пластичности

Оценку гибридов по экологической пластичности и стабильности проводили по методике Q.C.C. Tai (1971) по урожайности зерна как по наиболее вариабельному признаку в три этапа: в 1986-1989, 1991-1994 и в 1994-1999 годах. Дифференциация исходных данных по фактору «условия среды» обеспечена изучением гибридов в годы с различными условиями вегетации и в двух агроклиматических зонах — южной и северной лесостепи.

Графическая интерпретация результатов позволила выделить четыре группы гибридов, различающихся по норме реакции на внешние условия (таблица 5). Как показал сравнительный анализ продуктивности гибридов, сгруппированных по классам пластичности и стабильности, в континентальном климате Южного Зауралья необходимым условием повышения адаптивности кукурузы является создание и подбор не высоко-, а среднепластичных гибридов со стабильной реакцией на условия среды.

Таблица 5

Распределение урожайности зерна по группам пластичности и стабильности (КНИИСХ, 1986-1989 гг.)

Группа гибридов Год исследований

1986 1987 1988 1989 В среднем

Высокопластичные, высокостабильные Среднепластичные, высокостабильные Низкопластичные, высокостабильные Среднепластичные, низкостабильные 0,51 2,52 1,31 1,76 3,25 3,87 2,71 3,39 6,28 6,53 4,53 5,67 1,21 3,18 2,00 2,03 2,81 4,02 2,64 3,21

Аналогичные результаты получены на втором и третьем этапах исследований. Сопоставление их с данными фенологических наблюдений показывает, что группа наиболее адаптивных гибридов одновременно объединяет и наиболее скороспелые. Это подтверждает положение о том, что в условиях региона динамика созревания кукурузы является одним из основных факторов, определяющих адаптивность генотипа. Другими признаками, определяющими адаптивные свойства генотипа, применительно к кукурузе являются холодостойкость и засухоустойчивость при доминирующей роли скороспелости.

Для количественных обобщений, невозможных при использовании оригинального алгоритма, проведена модификация методики Tai, заключающаяся в

преобразовании графических параметров и в численные внутренне нормированные показатели экологической пластичности А, и стабильности Д. Установлена тесная зависимость урожайности кукурузы от значений А и Л с коэффициентом множественной корреляции R = 0,992. Связь этих показателей описывается уравнением регрессии

у = 3,555 - 0,592а2 + 0,245А — 0,32 -1пЛ, (5) где у — урожайность зерна, т/га.

Анализ уравнения показывает, что оптимальные значения экологической пластичности (А) лежат в интервале от 0 до 0,6 единиц. Для показателя стабильности Л оптимума не существует, продуктивность гибридов растет по мере его минимизации, но максимальная урожайность (4-4,5 т/га), близкая к среднему уровню ДВУ для ультраранних и раннеспелых гибридов, соответствует интервалу Л от 0 до 0,3 единицы. Обнаруженные связи позволяют разрабатывать более полные количественные модели адаптированных генотипов для использования в селекционном процессе и государственном сортоиспытании.

4.8 Зональная классификация гибридов кукурузы по скороспелости.

Модели адаптированных гибридов кукурузы Из анализа публикаций вытекает, что практически значимые дискретные классификации гибридов кукурузы по скороспелости должны носить зональный характер. Как показали наши исследования, для условий Зауралья в уточнении нуждается само понятие «раннеспелые гибриды», а также границы соответствующего класса, которые, согласно принятым в СССР классификациям, лежат в интервале ФАО 100-200. В качестве объективного критерия разработанной нами классификации принята 100%-ная обеспеченность фазы развития, позволяющей использовать гибрид в желаемом направлении (таблица 6).

Таблица 6

Классификация гибридов кукурузы по скороспелости в лесостепи Зауралья

Класс ФАО Число листьев Гарантированная (изарззвития Направление использования Стандарты

Скороспелые 100-120 11-12 Полная спелость На зерно и силос Белоярое пшено

Ультраранние 130-150 13-14 Восковая спелость На силос и зерно Омка 130, Обский 150СВ

Раннеспелые 160-180 15-16 Молочно- восковая спелость На силос Скандия, Молдавский 215МВ

Среднеранние 190-210 17-18 Молочная спелость Ограниченно на силос Росс 145МВ, Коллективный 210

Среднеспелые 220-300 19-23 Формирование зерна Использование нецелесообразно Коллективный 244, Жеребковский 86

Предлагаемая классификация отличается выделением в группе раннеспелых гибридов трех самостоятельных классов с различной адаптированностью

к условиям региона (собственно раннеспелые— ФАО 160-180, ультраранние— ФАО 130-150 и скороспелые— ФАО 100-120), а также пересмотром границ среднераннего и среднеспелого классов с учетом взаимодействия «генотип-среда». Обобщение экспериментальных данных, использование зональной классификации и модифицированной методики анализа экологической пластичности позволило разработать модели гибридов кукурузы, адаптированных в условиях лесостепи Южного Зауралья:

— на зерно— скороспелые (ФАО 100-120); со средней экологической пластичностью, высокой стабильностью, холодостойкие, способные прорастать при температуре 6-8 °С и переносить снижение температуры до 8-10 °С в юве-нильном возрасте; засухоустойчивые в период от всходов до цветения початка; с высокой скоростью влагоотдачи зерном (не менее 0,7 проц. пунктов в сутки); некустистые, неремонтантные, однопочатковые, устойчивые к полеганию и пониканию початка, слабо облиственные; устойчивые к загущению до 90-100 тысяч растений на гектар; с потенциальной урожайностью зерна не менее 7 т/га.

— на силос— ультрараннеспелые и раннеспелые (ФАО 130-170, для южных районов— до 180), накапливающие в зеленой массе к концу августа не менее 25 % сухого вещества, содержащего как минимум 40 % початков молоч-но-восковой и восковой спелости, с потенциальной урожайностью сухой массы не менее 16 т/га.

С использованием разработанных моделей выделены высокопродуктивные силосные гибриды Молдавский 215МВ, Днепровский 141Т, Бемо 181СВ, Обский 150СВ, посевная площадь под которыми после включения их в реестр по Уральскому региону в 1989-1992 годах занимала в Курганской и Челябинской областях от 72 до 203 тыс. га. Созданы скороспелые линейно-сортовые гибриды группы ФАО 100-120 — прототипы интенсивных гибридов зернового типа.

5 Оптимизация элементов сортовой агротехники

5.7 Обоснование оптимальных сроков и норм посева различных по скороспелости биотипов кукурузы

Продуктивный потенциал кукурузы наиболее полно реализуется при оптимальных параметрах сортовой агротехники. В результате исследований, проведенных в период с 1986 по 1995 годы в Курганском НИИЗХ и в 2000-2002 годах— в Институте агроэкологии установлено, что климатические условия региона позволяют производить посев кукурузы в первой декаде мая, на 10-15 дней раньше традиционных сроков. Это способствует улучшению влагообеспе-ченности растений в критические периоды и повышению использования ресурсов тепла на 9-10 %, что увеличивает вероятность достижения зерном восковой спелости до перехода температуры воздуха через биологический минимум у раннеспелых биотипов с 15-20 до 60-70 %, у ультраранних — с 60-70 до 80-90 % и у скороспелых — с 80-90 до 100 %.

С учетом сбора обменной энергии в готовом силосе и качества продукции предельные сроки посева раннеспелых гибридов на силос в южной лесостепи

приходятся на первую декаду, ультраранних — на первую половину мая, в северной лесостепи для обеих групп — на первую декаду мая (таблица 7). Посев скороспелых гибридов может продолжаться до конца второй декады мая без существенного снижения урожайности и качества силоса.

Таблица 7

Оптимальные параметры сроков и норм посева биотипов кукурузы

Направление Биотипы

использования раннеспелые ультраранние скороспелые

Срок посева

Южная лесостепь:

на силос 8-10 мая 11-13 мая 14-16 мая

на зерно 7-9 мая 10-12 мая 12-14 мая

Северная лесостепь:

на силос 5-7 мая 7-9 мая 11-13 мая

на зерно 7-9 мая

Густотарастений, тыс./га:

насилос 55-75 85-90 95

на зерно 45-50 50-55 80

Нормапосева, тыс./га:

на силос 80 110 120

на зерно 60 65 100

Стабильное производство зерна кукурузы в лесостепи Зауралья достигается за счет одновременной оптимизации сроков посева и продолжительности вегетационного периода гибридов. Наибольшая толерантность к срокам посева характерна для скороспелых гибридов группы ФАО 100-120, продуктивность которых слабо варьирует в интервале с 6 по 19 мая в южной лесостепи и с 5 по 13 мая — в северной.

Вместе с тем требования к уборочной влажности зерна в обеих зонах ограничивают предельные сроки посева первой декадой мая. Этот же фактор исключает использование на зерно раннеспелых и ультраранних биотипов независимо от сроков посева.

Реакция биотипов кукурузы на загущение обусловлена скороспелостью и морфологическими признаками. В условиях региона изменение числа ФАО на каждые десять единиц приводит к сдвигу оптимума густоты в среднем на 5 тысяч растений на гектаре. Экономически обоснованные оптимумы густоты растений при выращивании кукурузы на силос для раннеспелых гибридов составляют 55-75, ультраранних — 85-90, скороспелых — около 95 тыс/га, на зерно — соответственно по группам 45-50, 50-55 и 80 тыс/га. Оптимальная густота эректоид-ных форм превышает значения, установленные для нормальных морфотипов в каждой группе скороспелости, на 15-20 тысяч растений на гектаре.

Оптимальные нормы посева разработаны исходя из полевой всхожести инкрустированных семян, которая при ранних сроках посева составляет в среднем 80 %. Ее вероятные колебания от 70 до 90 % под влиянием температурного

фактора в период прорастания обеспечивают варьирование густоты растений в пределах, близких к диапазонам толерантности соответствующих биотипов.

Необходимым условием ранних сроков посева является комплексная защита растений от вредителей, болезней и сорняков (рисунок 5).

80 -1-

40 -1-1-1-1-1-1-1-,-1-г—г-1-

5 7 9 И 13 15 17 19 21 23 25

Дата посева (май)

Рис. 5. Оптимальные сроки посева раннеспелых гибридов кукурузы на различных фонах защиты растений: 1 — гербицид + инкрустация семян;

2 — гербицид; 3 - инкрустация семян; 4 — контроль

Преимущества приема достаточно полно реализуются только на фоне гербицидов и инкрустации семян. Исключение приемов защиты растений из технологии приводит к снижению урожайности, для минимизации которого сроки посева следует смещать на середину мая. При этом ухудшение качественных показателей необходимо компенсировать заменой раннеспелых гибридов ультраранними и скороспелыми.

5.2 Продуктивность кукурузы в полосных посевах с соей

Размещение кукурузы и сои чередующимися полосами шириной, кратной одному или нескольким проходам посевного агрегата, позволяет создать ступенчатый стеблестой с большими перепадами высоты, изменяющими микроклимат и освещенность растений. Раздельный учет урожая сухой массы кукурузы по отдельным рядам двенадцатирядных полос показал дифференциацию ее продуктивности, убывающей по мере продвижения вглубь полосы в гиперболической или экспоненциальной регрессии.

Наибольшее влияние прием оказал на урожайность зерна: в среднем за три года исследований урожай, полученный в первом (крайнем) ряду, составил 4,59 т/га, во втором, третьем и четвертом — соответственно 4,02; 3,58 и 3,32 т/га. Продуктивность внутренних рядов колебалась от 2,63 до 3,02 т/га и была близка к урожайности сплошных (контрольных) посевов. Суммарный прирост продуктивности кукурузы в полосных посевах составил в среднем 1,01 т/га по сравнению со сплошным. Максимальный эффект достигался в прохладные и дождливые годы, с относительно небольшим количеством солнечных дней.

Так, если в засушливом 1991 году прибавка по сравнению со сплошным посевом составила 0,55 т/га, то в 1992-1993 - соответственно 1,18-1,28 т/га.

Необходимо отметить, что полосное размещение кукурузы и сои имеет практическое значение лишь при наличии в структуре посевных площадей кукурузы зернового направления. Это связано не только с низким и неустойчивым эффектом приема в силосных посевах, но и со слабой совместимостью технологий возделывания сои на зерно и кукурузы на силос.

5.3Реакцияразличныхпо скороспелости гибридов кукурузы наусловияминерального питания Оптимальные дозы азотно-фосфорного удобрения под кукурузу в Зауралье колеблются в довольно широком диапазоне в зависимости от обеспеченности почв этими элементами, гидротермических условий, систематичности внесения и т.д. В задачи наших исследований входило изучение роли скороспелости как фактора оптимизации условий минерального питания.

Установлено, что раннеспелые гибриды предъявляют повышенные требования к обеспеченности элементами питания, но более эффективно, чем среднеранние, используют высокие дозы азотно-фосфорного удобрения (табл. 8). Так, среднеран-ний гибрид Жеребковский 86МВ формировал максимальный урожай на среднем фоне удобренности (К60Р30). Удвоение дозы не приводило к дальней- шему приросту продуктивности, а в засушливые годы (1987, 1989) снижало ее. В среднем за три года это привело к снижению окупаемости повышенной дозы прибавкой урожая почти в три раза по сравнению с умеренной. Раннеспелые гибриды также обеспечили достоверную прибавку от внесения Н60Р30, но на увеличение дозы реагировали дополнительным приростом урожая. Окупаемость удобрения прибавкой сухой массы при обеих дозах была практически одинаковой.

Таблица 8

Отзывчивость гибридов кукурузы на уровень азотно-фосфорного питания (КННИСХ, 1987-1989 гг.)

Доза удобрений, кг д в на 1 га Урожайность сухой массы в контроле и прибавка от удобрений, т/га Окупаемость 1 кгдв удобрений прибавкой, кг Коэффициент использования удобрений, %

N Р205

Днепровский 141Т

Контроль 5,99 - - -

^оРзо 1,14 12,7 48,8 27,0

ИиоР« 2,23 12,4 51,7 31,3

Молдавский 215МВ

Контроль 6,92 - - -

ИбоРзо 0,77 8,6 50,3 23,3

№]20Рб0 1,29 7,2 44,3 21,3

Жеребковский 86МВ

Контроль 7,03 - - -

1,12 12,4 34,2 27,0

Х120Рбо 0,69 3,8 34,0 13,0

НСР„< 0,72 - - -

Это нашло отражение в различной эффективности использования элементов питания из удобрений. Гибрид Днепровский 141Т использовал около половины азота как средней, так и повышенной доз удобрений, в то время как Же-ребковский 86МВ — лишь третью часть. Степень использования фосфора раннеспелыми и среднеранним гибридами на среднем фоне была одинаковой, но при увеличении дозы у Жеребковского 86МВ она снизилась более чем в два раза, оставаясь довольно стабильной у Днепровского 141Т. В целом, несмотря на менее эффективное использование азота и фосфора Молдавским 215МВ, основные закономерности для раннеспелых гибридов оказались сходными.

Как показывает химический анализ растений, в основе высокой отзывчивости раннеспелых форм на удобрения лежит более продолжительный период активного поглощения и усвоения элементов питания. Полученные результаты говорят о необходимости корректировки нормативной базы системы удобрения кукурузы с учетом нормы реакции генотипов, обусловленной, в частности, продолжительностью вегетационного периода.

Таким образом, реакция гибридов на агротехнические условия определяется комплексом генетических признаков, причем в условиях лесостепи Южного Зауралья доминирующая роль принадлежит скороспелости. В связи с тем, что силосная продуктивность и качество силоса определяются долей зерновой части урожая, для раннеспелых и ультраранних гибридов не обнаружено принципиальных различий в агротехнике посевов силосного и зернового назначения.

6 Контроль засоренности в посевах кукурузы

Как показано на примере сроков посева, оптимизация приемов сортовой агротехники может вступать в противоречие с другими условиями адаптации кукурузы, например, с требованиями к фитосанитарной обстановке в отношении сорняков. Поэтому система контроля засоренности имеет значение не только как прямое условие реализации продуктивного потенциала кукурузы, но и как фактор, обеспечивающий адаптивные функции элементов сортовой агротехники.

6.1 Эффективность почвенных и листовых противозлаковых гербицидов

Установлено, что на черноземах Зауралья со сравнительно высокой емкостью поглощения и нестабильным водным режимом устойчивый эффект обеспечивают гидрофобные противозлаковые гербициды— тиокарбаматы (али-рокс, эрадикан), хлорацетанилиды (ацетал, харнес, трофи, дуал) и их комбинации. Производные симм-триазина (атразин, агелон) малоэффективны вследствие узкого спектра действия и интенсивного поглощения почвой.

Оптимальный срок применения почвенных гербицидов (как летучих, так и нелетучих) ограничен предпосевным внесением под дисковые орудия или культиватор. Поверхностное внесение после посева с заделкой под бороны резко снижает эффективность гербицидов в условиях почвенной засухи.

Использование листовых граминицидов (примэкстра, лентагран комби, ти-тус, базис и др.) целесообразно в основном в южной лесостепи во взаимодействии с механическими приема ухода за посевами в качестве страховых мер, реализуемых в соответствии со складывающейся обстановкой. В северной лесостепи их эффективность неустойчива вследствие растянутых сроков прорастания просовидных сорняков при отсутствии у листовых препаратов пролонгации гербицидного действия.

6.2Взаимодействиемеханических и химических приемов контроля засоренности Изучение отдельных методов и приемов защиты кукурузы от сорняков показало, что в большинстве случаев их частные эффекты либо неустойчивы, либо сравнительно слабы. Кроме того, эффективность многих приемов находится в тесной зависимости от исходного уровня засоренности и состава сорной растительности, обусловленных, в частности, погодными условиями, основной обработкой почвы, предшественником, системой защиты растений в севообороте и т.д. Поэтому для обоснования оптимальных схем контроля засоренности в 1992 году на Центральном опытном поле КНИИСХ заложен многофакторный стационарный опыт, позволивший изучить взаимодействие агротехнических, механических и химических приемов при их систематическом применении.

Установлено, что в связи с неодинаковой избирательностью в отношении отдельных групп сорняков и разной способностью к сдерживанию реверсии засоренности агротехнический и химический методы защиты растений комплементарно дополняют друг друга. Поэтому использование почвенных и листовых гербицидов не исключает проведения механических приемов борьбы с сорняками в процессе ухода за посевами, но позволяет снизить их количество и резко повысить эффективность технологии в целом (таблица 9).

Наиболее напряженные технологические схемы необходимы в бессменных посевах кукурузы и на безотвальных фонах, где максимальные продуктивность и экономическая эффективность достигаются за счет применения почвенного и листового гербицидов, трех последовательных боронований, междурядной обработки и одного-двух окучиваний. На отвальной зяби по зерновым предшественникам для эффективного подавления сорняков на фоне гербицидов достаточно междурядной обработки и окучивания.

При отказе от химического способа защиты растений независимо от предшественников и способов основной обработки почвы оптимальным было сочетание одного довсходового, двух повсходовых боронований, одной междурядной обработки и двух окучиваний. Однако даже при столь напряженной схеме ухода урожайность в первые три ротации составила лишь 57,5-69,8 % от уровня, полученного на фоне оптимальных сочетаний гербицидов и механических приемов. При этом наибольшую чувствительность к методу борьбы с сорняками показал бессменный посев при систематическом безотвальном рыхлении.

Таблица 9

Влияние способов борьбы с сорняками и их взаимодействия на урожайность сухой массы кукурузы (т/га), 1992-1997 гг.

Междурядные Отвальная вспашка Безотвальная обработка

Фон обработки+ Боронования до + по всходам Боронования до + по всходам

окучивания 0+0 1+0 1+2 0+0 1+0 1+2

По пшенице

Без гербицидов 0 + 0 1,32 1,31 2,36 0,94 1,13 1,84

1 + 0 2,61 3,20 4,31 1,66 2,59 3,70

1 + 1 4,45 5,05 5,90 3,35 4,30 5,32

1 + 2 5,24 5,85 6,13 4,01 5,18 5,68

С гербицидами 0 + 0 6,30 6,26 6,66 4,79 5,01 4,94

1+0 7,93 7,87 8,26 6,91 6,79 6,29

1 + 1 9,08 9,18 9,09 8,14 8,17 7,96

1+2 8,68 8,47 8,49 8,18 8,10 8,00

По кукурузе

Без гербицидов 0 + 0 0,81 0,90 1,93 0,57 0,55 0,92

1 + 0 2,01 2,16 3,54 1,35 1,34 2,16

1 + 1 3,16 3,35 5,30 2,35 2,55 3,83

1 + 2 3,66 4,34 5,60 3,00 3,15 4,65

С гербицидами 0 + 0 4,28 4,76 5,67 3,06 3,29 4,15

1+0 6,57 6,72 7,69 5,11 5,29 6,83

1 + 1 8,47 8,34 8,08 8,73 6,91 6,57 7,81 8,08

1+2 8,60 8,62 7,28 7,52

НСР05: предшественники— 0,09 т/га; обработка почвы— 0,09 т/га; боронования— 0,11 т/га; гербициды—0,11 т/га; междурядные обработки — 0,12 т/га

Таким образом, выбор оптимальных схем борьбы с сорняками в каждом конкретном случае определяется наличием ресурсов и возможностью их концентрации в допосевной период. Применение гербицидов оказывает не только прямое воздействие на продуктивность кукурузы, но и повышает результативность механических операций, снижая напряженность ухода за растениями и уменьшая зависимость эффекта от выполнения отдельных приемов.

При дефиците стартовых ресурсов удовлетворительный результат может быть получен за счет интенсивного механического ухода за посевами. Волнообразный характер прорастания сорняков и малая продолжительность уязвимых фаз обусловливают многократность и жесткую взаимозависимость приемов ухода. В этих условиях каждая операция эффективна только в комплексе с остальными, а несвоевременное или некачественное выполнение ее резко снижает результативность всего комплекса.

6.3 Динамикаурожайности кукурузы при систематическом применении приемов контроля засоренности Систематическое применение приемов борьбы с сорняками ведет к изменению фитосанитарной обстановки во времени и, соответственно, технологических подходов к ее контролю. Поэтому исследование динамических рядов про-

дуктивности позволило внести в изложенные выводы принципиальные коррективы. Динамика урожайности кукурузы в севообороте пшеница-кукуруза за

1 — без гербицидов и механических обработок; 2 — гербициды;

3 — три боронования, междурядная обработка, два окучивания;

4 — гербициды, междурядная обработка, окучивание

Сопоставление полиномиальных трендов 3 и 4 говорит о постепенном сближении урожайности в вариантах, отмеченных как оптимальные для безгербицидного и гербицидного фонов (3 — три боронования, междурядная обработка, два окучивания; 4 — гербициды, междурядная обработка, окучивание). При этом сравнительный анализ исходных кривых показывает, что существенных отличий в урожайности между рассматриваемыми вариантами не наблюдалось уже с 1996 года, т.е. начиная с третьей ротации севооборота.

Без ухода за посевами между вариантами с гербицидом (тренд 2) и без гербицида (1) подобного сближения урожайности не наблюдалось, напротив, начиная с 1999 года, наметилась тенденция к углублению различий.

Следовательно, в севообороте систематическое применение полного комплекса механических приемов ухода за посевами позволяет преодолеть порог хозяйственной вредоносности сорняков в течение двух первых ротаций. В дальнейшем интенсивный механический уход за посевами без применения гербицидов обеспечивает практически ту же продуктивность, что и комбинированная схема.

Для бессменных посевов сочетание химического и механического методов контроля засоренности остается основным фактором контроля засоренности на протяжении по крайней мере десяти лет систематического применения исследуемых приемов.

7 Экономическая эффективность приемов возделывания кукурузы

Экономическая эффективность возделывания кукурузы на зерно обусловлена главным образом уборочной влажностью, что определяет преимущества скороспелых гибридов (ФАО 110-120). При влажности зерна 25-30% биотипы этой группы обеспечивают себестоимость 1 тонны урожая от 814 до 919 рублей и конкурируют по данному показателю с фуражным ячменем, превосходя его по массе прибыли более чем в три раза, по уровню рентабельности — в два раза.

Зависимость себестоимости сухого вещества от уровня скороспелости гибридов обусловлена соотношением между потенциальной продуктивностью, которую отражает урожайность зеленой массы, и ее фактической реализацией в виде сбора сухой массы. Это ограничивает выбор гибридов, адаптированных для возделывания на силос, сравнительно узкой группой ФАО 110-150, показавших минимальную себестоимость 1 тонны сухого вещества (380-390 руб.).

Значение срока посева при возделывании кукурузы на зерно заключается не только и столько в управлении продукционным процессом, сколько в регулировании уборочной влажности зерна. Это определяет увеличение чистого дохода с 2,5 до 5,5 тыс. руб./га и рентабельности производства с 42 до 100 рублей, а также снижение себестоимости 1 т зерна в среднем на 450 рублей по сравнению с традиционным сроком посева.

Поскольку изменение сроков посева силосной кукурузы в общем случае не требует дополнительных технологических затрат, экономическая эффективность приема целиком определяется его влиянием на продуктивность. Другая особенность, определяющая экономические параметры, заключается в том, что доход с единицы площади обусловлен сбором обменной энергии, тогда как затраты на уборку дополнительной продукции — урожайностью зеленой массы, которая при смещении сроков посева с третьей декады мая на вторую и первую закономерно снижается. Это обеспечило существенное преимущество раннего срока посева по чистому доходу (6,1 тыс. руб./га против 3,3 тыс. руб. при традиционном сроке), рентабельности (соответственно 137 и 70 %) и себестоимости обменной энергии (43 и 60 руб./ГДж).

Экономическая оценка приемов контроля засоренности в посевах кукурузы обусловлена степенью освоенности технологических схем. Так, в среднем за десятилетний период, а также в течение первых четырех лет систематического применения изучаемых приемов максимальная прибыль (в среднем 5,7 тыс. руб./га) достигается в рамках технологий, основанных на химическом методе защиты растений в сочетании с минимумом механических мероприятий. Однако наибольшую рентабельность (173 %) обеспечивают схемы без гербицидов с интенсивным механическим уходом за растениями, отличающиеся снижением как затрат, так и прибыли. Поэтому дефицит материальных ресурсов, при которых целевой функцией производства является максимальная окупаемость затрат, объективно приводит к отказу от применения гербицидов. В ситуации

же, когда расширенное воспроизводство сдерживается не ресурсами, а ограниченностью земли, предпочтительны схемы защиты растений, основанные на сочетании химических и механических приемов.

При длительном применении схем контроля засоренности, базирующихся на интенсивном механическом уходе за растениями, в двухпольном севообороте химический метод с экономической точки зрения становится менее значимым. Начиная с третьей ротации севооборота (1996-2001 гг.), применение механических приемов обеспечивает преимущество не только по рентабельности, но и по массе прибыли с 1 га. Это делает возможным отказ от гербицидов в севообороте даже при достаточной обеспеченности оборотными средствами.

В бессменных посевах кукурузы максимальная масса прибыли достигается за счет комбинированных схем даже при длительном применении системы агротехнических мероприятий.

Следует подчеркнуть, что своевременное применение схемы интенсивного ухода за посевами, предлагаемой взамен химического метода, требует весьма напряженного графика использования сельскохозяйственной техники. Поэтому в условиях конкретного хозяйства роль гербицидов при возделывании кукурузы будет определяться не только экономическим, но и организационным фактором, что может существенно повышать значение химического метода борьбы с сорняками для функционирования хозяйства в целом.

ВЫВОДЫ

1. Дефицитная теплообеспеченность лесостепи Южного Зауралья определяет значительную дифференциацию гибридов смежных групп созревания по динамике развития. Увеличение числа ФАО на каждые 10 единиц сопровождается ростом потребности в сумме активных температур на 27 градусов и удлинением вегетационного периода в среднем на 1,5 суток, что предъявляет жесткие требования к отбору биотипов по скороспелости.

2. Зерновая продуктивность кукурузы находится в тесной зависимости от продолжительности вегетационного периода, имеющей сложный криволинейный характер. В интервале ФАО 160 и выше указанная зависимость близка к обратной линейной. Это вызвано прогрессирующим разрывом между потенциальной и фактической урожайностью, сопровождающим удлинение вегетационного периода гибридов и обусловленным тесной связью урожайности с массой 1000 зерен, широко варьирующей под влиянием погодных условий.

В ультраранней группе (ФАО 150 и ниже) зависимость трансформируется в криволинейную с максимумом в диапазоне ФАО 130-150. При этом переход от раннеспелой к ультраранней группе сопровождается скачкообразным увеличением продуктивности на 0,4-0,6 т/га, обусловленным стабилизацией массы 1000 зерен и усилением зависимости урожайности от числа зерен в початке, мало подверженного влиянию температурного фактора.

3. Необходимое требование к адаптированному гибриду зернового типа заключается в гарантированном снижении влажности зерна до критического

уровня 45 %, совпадающего по фенологии с серединой восковой спелости, к моменту перехода температуры воздуха через 10 °С. Выполнение этого условия обеспечивает снижение уборочной влажности к началу октября до 25-30 % независимо от температурного режима и достигается у биотипов группы ФАО 100-120. При использовании гибридов этой группы кукуруза как зернофуражная культура способна конкурировать по экономической эффективности с серыми хлебами, превосходя их по уровню рентабельности в 1,5-2 раза, по массе прибыли с 1 га — в 3-3,5 раза при близкой себестоимости 1 т зерна.

4. Средняя многолетняя урожайность зерна ультраранних гибридов, обеспеченная ресурсами климата, в зависимости от зоны возделывания составляет 4,6-4,8 т/га и закономерно возрастает с севера на юг. Более устойчиво производство зерна в южной лесостепи и переходной зоне: предельные колебания урожайности здесь ожидаются от 1,4 до 7,1-7,9 т/га, тогда как в северной лесостепи — от 0,6 до 9,6 т/га. Урожайность, обеспеченная на 90 %, в южной лесостепной и переходной зонах близка к 3 т/га, в северной лесостепной — к 2 т/га.

5. Зависимость урожайности сухой массы от продолжительности вегетационного периода и зональных особенностей выражена довольно слабо. Средняя многолетняя урожайность сухой массы ультраранних и раннеспелых гибридов практически одинакова и составляет около 10 т/га. Гарантированная (обеспеченная на 100 %) урожайность в зависимости от группы созревания колеблется от 5,6 до 6,3 т/га, максимальная (обеспеченная на 5 %) — от 14,7 до 15,6 т/га. С учетом требований к качеству силоса и периодически повторяющихся лет с дефицитом тепла практический интерес представляют образцы группы ФАО 170 и ниже. Параметры экономической эффективности ограничивают этот выбор еще более узкой группой гибридов ФАО 110-150, для которых характерна минимальная себестоимость сухого вещества (380-390 руб./т).

6. На фоне резких колебаний тепло- и влагообеспеченности наибольшим адаптивным потенциалом обладают гибриды кукурузы, характеризующиеся средней экологической пластичностью в сочетании с высокой стабильностью. Основными факторами, определяющими адаптивные свойства генотипа, в условиях региона являются скороспелость, холодостойкость и засухоустойчивость при доминирующей роли первого признака. Объективная оценка экологической пластичности и стабильности достигается при использовании методики Tai в нашей модификации, обеспечивающей как качественную, так и количественную характеристику генотипов.

7. На основании исследованных зависимостей между скороспелостью и степенью реализации хозяйственно полезных признаков нами разработана зональная классификация гибридов кукурузы, отличающаяся выделением в группе раннеспелых гибридов трех самостоятельных классов с различной адаптированностью к условиям региона (собственно раннеспелые — ФАО 160180, ультраранние— ФАО 130-150 и скороспелые— ФАО 100-120), а также пересмотром границ среднераннего и среднеспелого классов с учетом взаимодействия «генотип-среда». Использование разработанной классификация и

модифицированной методики оценки экологической пластичности обеспечивают адекватную оценку гибридов в сортоиспытании, объективность рекомендаций по направлениям их хозяйственного использования.

8. Климатические условия региона позволяют производить посев кукурузы в первой декаде мая, на 15-20 суток раньше традиционных сроков. Это способствует оптимизации условий теплообеспеченности в генеративный период, повышению использования ресурсов тепла на 9-10%, что увеличивает вероятность достижения зерном восковой спелости с 15-20 до 60-70 % у раннеспелых, с 6070 до 80-90 % у ультраранних и с 80-90 до 100 %—у скороспелых биотипов.

Предельные сроки посева раннеспелых гибридов на силос в южной лесостепи приходятся на первую декаду, ультраранних — на первую половину мая, в северной лесостепи для обеих групп — на первую декаду мая. Посев скороспелых гибридов может продолжаться до конца второй декады мая без существенного снижения урожайности и качества силоса.

Стабильное производство зерна кукурузы в лесостепи Зауралья достигается за счет одновременной оптимизации сроков посева и продолжительности вегетационного периода гибридов. Наиболее толерантны к срокам посева скороспелые гибриды группы ФАО 100-110, продуктивность которых слабо варьирует в интервале с 6 по 19 мая в южной лесостепи и с 5 по 13 мая — в северной. Вместе с тем требования к уборочной влажности зерна в обеих зонах ограничивают предельные сроки посева первой декадой мая. Необходимым условием реализации преимуществ ранних сроков посева является комплексная защита растений от вредителей, болезней и сорняков.

9. Реакция биотипов кукурузы на загущение обусловлена их скороспелостью и морфологическими признаками. В условиях региона изменение числа ФАО на каждые десять единиц требует увеличения густоты в среднем на 5 тысяч растений на гектаре. Экономически обоснованные оптимумы густоты растений при выращивании кукурузы на силос для раннеспелых гибридов составляют 55-75, ультраранних — 85-90, скороспелых — около 95 тыс./га, на зерно — соответственно по группам 45-50, 50-55 и 80 тыс/га. Оптимальная густота эректоидных форм превышает значения, установленные для нормальных морфотипов, на 1520 тысяч растений на гектаре.

10. Полосное размещение кукурузы и сои, возделываемых на зерно, стабилизирует их урожайность, обеспечивая прирост продуктивности по крайней мере одной из культур в неблагоприятных условиях вегетации. На кукурузе максимальный эффект достигается в годы с относительно небольшим количеством солнечных дней за счет лучшей освещенности края полосы и ускоренного созревания растений.

11. Раннеспелые гибриды предъявляют повышенные требования к обеспеченности элементами минерального питания и эффективнее, чем среднеран-ние, используют высокие дозы азотно-фосфорного удобрения. В основе высокой отзывчивости раннеспелых форм на удобрения лежит более продолжительный период активного поглощения и усвоения элементов питания. Полу-

ченные результаты требуют корректировки нормативной базы системы удобрений с учетом продолжительности вегетационного периода гибридов.

12. На черноземах Зауралья устойчивый эффект обеспечивают гидрофобные противозлаковые почвенных гербициды— тиокарбаматы, хлорацетанилиды и некоторые их комбинации. Оптимальный срок применения гербицидов ограничен предпосевным внесением под дисковые орудия или культиватор. Внесение после посева с заделкой под бороны резко снижает их эффективность в условиях почвенной засухи. Использование листовых граминицидов взамен почвенных целесообразно в основном в южной лесостепи во взаимодействии с механическими приема ухода за посевами в качестве страховых мер.

Использование гербицидов не исключает проведения механических приемов борьбы с сорняками в процессе ухода за посевами, но позволяет снизить их количество и резко повысить эффективность технологии в целом. Наиболее напряженные технологические схемы необходимы в бессменных посевах кукурузы и на безотвальных фонах, где максимальные продуктивность и экономическая эффективность достигаются за счет применения почвенного и листового гербицидов, трех последовательных боронований, междурядной обработки и одного-двух окучиваний. На отвальной зяби в двухпольном прифермском севообороте для эффективного подавления сорняков на фоне гербицидов достаточно междурядной обработки и окучивания.

Систематическое применение полного комплекса механических приемов ухода за посевами позволяет преодолеть порог биологической вредоносности сорняков в течение двух первых ротаций. В дальнейшем интенсивный механический уход за посевами без применения гербицидов показывает преимущества не только по рентабельности, но и по массе прибыли с 1 га.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1. В системе государственного сортоиспытания для лесостепной зоны Южного Зауралья предлагается использовать следующие модели адаптированных гибридов:

— на зерно— скороспелые (ФАО 100-120); со средней экологической пластичностью, высокой стабильностью, холодостойкие, способные прорастать при температуре 6-8 °С и переносить снижение температуры до 8-10 °С в ювениль-ном возрасте; засухоустойчивые в период от всходов до цветения початка; с высокой скоростью влагоотдачи зерном (не менее 0,7 проц. пунктов в сутки); некустистые, неремонтантные, однопочатковые, устойчивые к полеганию и пониканию початка, слабо облиственные; устойчивые к загущению до 90-100 тысяч растений на гектар; с потенциальной урожайностью зерна не менее 7 т/га.

— на силос — ультрараннеспелые и раннеспелые (ФАО 130-170, для южных районов — до 180), накапливающие в зеленой массе к концу августа не менее 25 % сухого вещества, содержащего как минимум 40 % початков молочно-восковой и восковой спелости, с потенциальной урожайностью сухой массы не менее 16 т/га.

2. При возделывании кукурузы на зерно в северной и южной лесостепи посев скороспелых гибридов следует проводить не позднее первой декады мая с нормой 100 тысяч семян на гектар. Оптимальные сроки уборки урожая приходятся на первую декаду октября, при влажности зерна 25-30 %.

3. На силос в южной лесостепи целесообразен посев раннеспелых гибридов группы ФАО 160-170 с нормой 80 тыс./га и ультраранних ФАО 130-150 (100110 тыс./га) до середины мая, в северной— преимущественно ультраранних в первой декаде мая. При посеве в более поздние сроки необходима замена названных групп скороспелыми гибридами, высеваемыми с нормой до 120 тысяч семян на гектар. При выполнении этих условий оптимальные показатели качества силоса достигаются уборкой в конце августа — начале сентября.

4. При наличии в структуре посевных площадей кукурузы и сои на зерно для стабилизации продуктивности их целесообразно размещать чередующимися полосами шириной 4-8 м, при этом прочие элементы технологии не имеют принципиальных отличий от рекомендуемых для одновидовых посевов.

5. Защита семян и проростков от вредителей и патогенов при ранних сроках посева достигается предпосевной инкрустацией инсектофунгицидами. Для контроля малолетних злаковых сорняков в северной лесостепи рекомендуется до-посевное внесение почвенных гербицидов классов производных карбаминовой кислоты (алирокс, эрадикан) или хлорацетанилида (харнес, трофи, дуал, дуал голд) под дисковые орудия или культивацию. В южной лесостепи возможна замена почвенных препаратов листовыми граминицидами— производными тиокарбаминовой кислоты (лентагран комби) или сульфонилмочевины (титус, базис), применяемыми при наличии у просовидных сорняков 2-3 листьев.

На фоне гербицидов целесообразно применение механических приемов подавления остаточной засоренности путем последовательного проведения боронований посевов до и после всходов культуры, междурядных обработок и окучивания в кратности, зависящей от предшественников, способа основной обработки почвы, освоенности севооборота. При дефиците оборотных средств в силосных посевах возможен отказ от противозлаковых гербицидов, предполагающий интенсивные схемы механического ухода за растениями.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Рекомендации по возделыванию кукурузы на зерно в условиях Зауралья / ИА Сикорский, И.Н. Цымбаленко, А.Э. Панфилов и др. — Курган, 1985. — 25 с.

2. Панфилов А.Э. Раннеспелые гибриды кукурузы / А.Э. Панфилов, И.Н. Цымбаленко // Уральские нивы. — 1986. —№ 9. — С. 37-38.

3. Панфилов А.Э. Возделывание кукурузы по зерновой технологии Курган, 1986/ И.Н. Цымбаленко, А.Э. Панфилов. — ИЛ Курганского ЦНТИ, № 92/86. — 3 с.

4. Панфилов А.Э. Основные морфологические и хозяйственно полезные признаки различных по скороспелости гибридов кукурузы в условиях Курганской области / А.Э. Панфилов, ИА Сикорский, И.Н. Цымбаленко // Молодежь Зауралья — научно-

техническому прогрессу: тез. докл. научно-практической конф. молодых ученых.— Курган, 1986. — С. 148-149.

5. Продуктивность кукурузы в зависимости от скороспелости гибридов и сроков посева в Курганской области / И.А. Сикорский, И.Н. Цымбаленко, А.Э. Панфилов,

B.А. Цымбаленко // Сибирский вестник с.-х. науки. —1987. — № 1. — С. 33-38.

6. Возделывание кукурузы по зерновой технологии в Зауралье: Метод. рекомендации / И.А. Сикорский, И.Н. Цымбаленко, А.Э. Панфилов и др. — Курган, 1987. — 24 с.

7. Панфилов А.Э. Сравнительная оценка скороспелых гибридов кукурузы в условиях Курганской области / А.Э. Панфилов // VI региональная конференция молодых ученых Сибири и Дальнего Востока: тез. докл. — Новосибирск, 1987. — С. 23-25.

8. Рекомендации по производству и заготовке кормов / А.Э. Панфилов, И.А. Сикорский, И.Н. Цымбаленко и др. — Курган, 1987. — 37 с.

9. Курганская научно-производственная система «Кукуруза»: Метод. рекомендации / И.А. Сикорский, И.Т. Куйдин, А.Э. Панфилов и др. — Курган, 1987. — 40 с.

10. Панфилов А.Э. Технология возделывания кукурузы на силос и зерно / И.А. Сикорский, И.Н. Цымбаленко, А.Э. Панфилов // Уральские нивы. — 1988.—№ 3. — С. 21 -24.

П.Панфилов А.Э. НПС "Кукуруза"— в действии / И.А. Сикорский, И.Н. Цымбаленко, А.Э. Панфилов // Кукуруза и сорго. — 1988. — № 3. — С. 6-8.

12. Система земледелия Курганской области: Метод. рекомендации / А.Э. Панфилов, И.А. Сикорский, И.Н. Цымбаленко и др. — Новосибирск, 1988. — 216 с.

13. Панфилов А.Э. Инкрустация семян — важный фактор повышения продуктивности кукурузы / И.А. Сикорский, И.Н. Цымбаленко, А.Э. Панфилов // Уральские нивы.— 1988 .—№ 10. — С. 17-18.

14. Панфилов А.Э. Экологическое испытание гибридов / А.Н. Ивахненко, А.Э. Панфилов // Кукуруза и сорго. — 1989. — № 1. — С. 22-23.

15. Практическое руководство по освоению интенсивной (зерновой) технологии возделывания кукурузы: Метод, рекомендации / И.А. Сикорский, И.Н. Цымбаленко, А.Э. Панфилов и др. — Новосибирск, 1990. — 66 с.

16. Эффективность интенсивной технологии выращивания кукурузы в Курганской области / И.А. Сикорский, И.Н. Цымбаленко, А.Э. Панфилов, Н.В. Степных // Интенсивные технологии возделывания кормовых культур: теория и практика. — М., 1990. —

C. 122-132.

17. Заготовка кормов из кукурузы, возделываемой по зерновой технологии: Метод, рекомендации / И.Н. Цымбаленко, А.Э. Панфилов, В.А. Цымбаленко и др. — Курган, 1991. —29 с.

18. Защита кукурузы от сорняков без почвенных гербицидов: Метод. рекомендации/ И.Н. Цымбаленко, А.Э. Панфилов, В.А. Цымбаленко и др. — Курган, 1993. — 36 с.

19. Панфилов А.Э. Фенотипические критерии высокой продуктивности кукурузы / А.Э. Панфилов // Наука — сельскому хозяйству: материалы зональной научной конференции Курганского СХИ. — Курган: ИПП «Зауралье», 1994. — С. 42-44.

20. Панфилов А.Э. Кукуруза в Южном Зауралье: развитие отрасли и этапы исследований / А.Э. Панфилов //Через опыт — в науку: материалы региональной научно-практической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения Т.С. Мальцева. — Курган: ИПП «Зауралье», 1995. — С. 109-112.

21. Панфилов А.Э. Эффективность лентаграна в борьбе с сорняками в посевах кукурузы / А.Э. Панфилов, И.Н. Цымбаленко, В.А. Цымбаленко // Через опыт — в науку: материалы региональной научно-практической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения Т.С. Мальцева. — Курган: ИПП «Зауралье», 1995. — С. 157-159.

22. Панфилов А.Э. Оценка гибридов кукурузы по параметрам адаптивности в условиях Зауралья / А.Э. Панфилов, И.Н. Цымбаленко //Кукуруза и сорго.— 1998.— №2. — С . 2-4.

23. Панфилов А.Э. Уровень интенсификации и варьирование урожайности / А.Э. Панфилов, А.Т. Сотникова // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки.— 1998. —№3-4. — С. 23-27.

24. Панфилов А.Э. Скороспелость гибридов и зерновая продуктивность кукурузы в Зауралье / А.Э. Панфилов, И.Н. Цымбаленко // Пути повышения эффективности сельскохозяйственного производства: Сб. науч. тр. — Челябинск: ЧГАУ, 1998. — С. 76-82.

25. Панфилов А.Э. Возделывание кукурузы и сои на зерно в полосных посевах / А.Э. Панфилов // Пути повышения эффективности сельскохозяйственного производства: Сб. науч. тр. — Челябинск: ЧГАУ, 1998. — С. 83-85.

26. Кормопроизводство Зауралья: Метод. рекомендации / И.Н. Цымбаленко, И.А. Сикорский, А.Э. Панфилов и др. — Курган: КГСХА, 1998. — 112 с.

27. Рекомендации по региональному применению гербицидов в Российской Федерации: Поволжский и Уральский регионы / В.Н. Захаров, СВ. Кубарева, А.Э. Панфилов и др. / РАСХН. ВНИИ фитопатологии. — М., 1998. — С. 89-97.

28. Панфилов А.Э. Адаптивность различных по скороспелости гибридов кукурузы / А.Э. Панфилов, И.Н. Цымбаленко //Аграрная наука. — 1999. — № 8. — С. 20-22.

29. Панфилов А.Э. Засоренность и урожайность кукурузы при различных способах борьбы с сорняками / А.Э. Панфилов, И.Н. Цымбаленко //Проблемы аграрного сектора Южного Урала и пути их решения: Сб. науч. тр.— Челябинск: ЧГАУ, 1999.— Вып. 1. — С . 111-119.

30. Панфилов А.Э. Эффективность гербицидов — производных сульфанилмочеви-ны — в посевах кукурузы / А.Э. Панфилов, И.Е. Штерле // Проблемы аграрного сектора Южного Урала и пути их решения: Сб. науч. тр.— Челябинск: ЧГАУ, 1999.— Вып. 1. — С. 119-125.

31. Панфилов А.Э. Анализ экологической пластичности и его роль в сортоиспытании / А.Э. Панфилов // Проблемы аграрного сектора Южного Урала и пути их решения: Сб. науч. тр. — Челябинск: ЧГАУ, 2000. — Вып. 2. — С. 27-36.

32. Панфилов А.Э. Статистический анализ изменчивости популяций: Метод, рекомендации / А.Э. Панфилов, И.Л. Фрумин. — Челябинск: ЧГАУ, 2000. — 36 с.

33. Панфилов А.Э. К обоснованию модели адаптированного гибрида кукурузы зернового типа / А.Э. Панфилов // Проблемы аграрного сектора Южного Урала и пути их решения: Сб. науч. тр. — Челябинск: ЧГАУ, 2000. — Вып. 2. — С. 37-40.

34. Панфилов А.Э. Классификация гибридов кукурузы по скороспелости / А.Э. Панфилов // Челябинскому государственному агроинженерному университету — 70 лет: Материалы ХЬ научно-технической конференции. — Челябинск: ЧГАУ, 2001. — С. 388-389

35. Панфилов А.Э. Популяция кукурузы Белоярое пшено как исходный материал для селекции / А.Э. Панфилов, Д.С. Корыстина // Челябинскому государственному аг-роинженерному университету — 70 лет: Материалы ХЬ научно-технической конференции. — Челябинск: ЧГАУ, 2001. — С. 389-390.

36. Панфилов А.Э. Сроки посева кукурузы в Зауралье / А.Э. Панфилов // Челябинскому государственному агроинженерному университету — 70 лет: Материалы ХЬ научно-технической конференции. — Челябинск: ЧГАУ, 2001. — С. 390-391.

37. Панфилов А.Э. Надежная защита посевов от сорняков — основа высокой и стабильной продуктивности кукурузы в Зауралье/ А.Э. Панфилов, И.Н. Цымбаленко, А. А. Иванов // Кукуруза и сорго. — 2001. — № 1. — С. 18-20.

38. Панфилов А.Э. Применение гербицидов в посевах кукурузы/ А.Э. Панфилов //Научное наследие почетного академика Т.С. Мальцева и претворение его в практику

земледелия (Материалы выступлений на Всероссийской научно-практической конференции 31 июля — 3 августа). — Курган: ГИПП «Зауралье», 2001. — С. 80-82.

39. Панфилов А.Э. Усовершенствованные технологии выращивания кукурузы на силос и зерно / А.Э. Панфилов, И.Н. Цымбаленко // Научные основы систем земледелия Курганской области: Метод, рекомендации / РАСХН. Курганский НИИСХ. — Курган: ГИПП «Зауралье», 2001. — С. 215-223.

40. Панфилов А.Э. Динамика урожайности кукурузы при различных схемах контроля засоренности / А.Э. Панфилов, И.Н. Цымбаленко // Проблемы аграрного сектора Южного Урала и пути их решения: Сб. науч. тр.— Челябинск: ЧГАУ, 2002.— Вып. 3. — С. 72-76.

41. Экономика производства кормов в Зауралье / А.Э. Панфилов, И.Н. Цымбаленко, Т.А. Журавлева и др. // Проблемы аграрного сектора Южного Урала и пути их решения: Сб. науч. тр. — Челябинск: ЧГАУ, 2002. —Вып. 3. — С. 156-163.

42. Панфилов А.Э. Гербициды в посевах кукурузы / А.Э. Панфилов // Интегрированные системы защиты растений. Настоящее и будущее (Материалы международной научной конференции). — Минск, 2002. — С. 55-58.

43. Кукуруза как предшественник яровой пшеницы / А.Э. Панфилов, И.Н. Цымбаленко, Т.А. Журавлева, Т.К. Пушкова // Вестник ЧГАУ. — 2003. — № 39. — С. 21-28.

44. Панфилов А.Э. Эффективность почвенных и листовых противозлаковых гербицидов в посевах кукурузы / А.Э. Панфилов, Е.С. Корыстин // Агро-ХХ1.— 2003.— №7-12. — С . 46-47.

45. Панфилов А.Э. Влажность зерна кукурузы как функция генотипа, времени и гидротермических условий / А.Э. Панфилов // Проблемы аграрного сектора

Южного Урала и пути их решения: Сб. науч. тр.— Челябинск: ЧГАУ, 2004.— Вып. 4. — С . 49-55.

46. Панфилов А.Э. Зависимость силосной продуктивности кукурузы от скороспелости гибридов / А.Э. Панфилов, Д.С. Корыстина // Проблемы аграрного сектора Южного Урала и пути их решения: Сб. науч. тр. — Челябинск: ЧГАУ, 2004. — Вып. 4. С. 71-78.

47. Панфилов А.Э. Культура кукурузы в Зауралье: Монография / А.Э. Панфилов. — Челябинск: ЧГАУ, 2004. — 356 с.

48. Панфилов А.Э. Контроль засоренности в посевах кукурузы / А.Э. Панфилов // Земледелие. — 2004. — № 6. — С. 36-38.

49. Панфилов А.Э. Агроэкологическое обоснование зональной классификации гибридов кукурузы по скороспелости / А.Э. Панфилов // Известия Челябинского научного центра. — 2004. — Вып. 4 (26). — С. 132-136.

50. Экономическая эффективность производства кукурузного силоса в условиях Зауралья / И.Н. Цымбаленко, А.Э. Панфилов, Н.В. Степных, В.В. Смирнов // Достижения аграрной науки Урала и пути их реализации в новых условиях производства. — Челябинск: ЧНИИСХ, 2005. — С. 306-313.

Подписано к печати 13.04.05 Формат 60 х 90 1/16 Усл.-печ. л. 2. Тираж 120 экз. Заказ № 106.

ООО ИПЦ «Юпитер» 630501, Новосибирская область, пос. Краснообск

1 (

у----"Х

f Г» s-1 Ч

If-Ь*1

22 ДПР 2005

ч г в /

з

. '883

Содержание диссертации, доктора сельскохозяйственных наук, Панфилов, Алексей Эдуардович

Введение.

1 Почвенно-климатические условия региона.

1.1 Общая характеристика почвенного покрова.

1.2 Зональность и гидротермические ресурсы Южного Зауралья.

2 Место кукурузы в зерновом хозяйстве и кормопроизводстве.

2.1 Хозяйственно-биологическая характеристика кукурузы.

2.2 Кукуруза в развитых странах.

2.3 Кукуруза в Зауралье: этапы исследований и развитие отрасли.

3 Программа, методика и условия проведения исследований.

3.1 Программа исследований.

3.2 Методика исследований.

3.3 Почвенные и метеорологические условия.

3.4 Технология закладки опытов.

4 Подбор адаптированных гибридов кукурузы и обоснование его критериев

4.1 Оценка гибридов кукурузы по скороспелости.

4.1.1 Скороспелость гибридов как адаптивный и хозяйственно полезный признак.

4.1.2 Критерии скороспелости.

4.1.3 Продолжительность периода «посев - всходы».

4.1.4 Динамика периода «всходы - выметывание».

4.1.5 Продолжительность генеративного периода.

4.1.6 Варьирование общей продолжительности вегетационного периода.

4.2 Оценка гибридов кукурузы по морфологическим признакам.

4.2.1 Роль морфологических признаков в формировании урожая.

4.2.2 Взаимосвязь продолжительности вегетационного периода с морфологическими признаками.

4.3 Оценка гибридов кукурузы по зерновой продуктивности.

4.3.1 Сравнительная оценка раннеспелых и среднеранних гибридов.

4.3.2 Сравнительная оценка раннеспелых и ультраранних гибридов.

4.3.3 Прогноз действительно возможной урожайности зерна различных по скороспелости гибридов кукурузы.

4.3.4 Динамика уборочной влажности зерна. Обоснование оптимальной продолжительности вегетационного периода.

4.4 Оценка гибридов кукурузы по силосной продуктивности.

4.4.1 Силосная продуктивность и критерии ее оценки.

4.4.2 Оценка гибридов по урожайности сухой массы.

4.4.3 Взаимосвязь скороспелости и качества зеленой массы.

4.5 Адаптивность различных по скороспелости гибридов.

4.5.1 Устойчивость кукурузы к абиотическим стрессорам.

4.5.2 Экологическая пластичность и методы ее анализа.

4.5.3 Оценка гибридов кукурузы по экологической пластичности.

4.6 Зональная классификация гибридов кукурузы по скороспелости. Модели адаптированных гибридов.

5 Оптимизация элементов сортовой агротехники.

5.1 Обоснование оптимальных сроков посева различных по скороспелости биотипов кукурузы.

5.1.1 Роль сроков посева в формировании урожая и управлении его качеством.

5.1.2 Условия вегетации кукурузы при различных сроках посева.

5.1.3 Закономерности развития гибридов кукурузы в зависимости от сроков посева.

5.1.4 Влияние сроков посева на качество зеленой массы и силоса.

5.1.5 Влияние сроков посева на силосную продуктивность кукурузы.

5.1.6 Проблема защиты растений при ранних сроках посева.

5.1.7 Влияние сроков посева на зерновую продуктивность гибридов кукурузы.

5.2 Оптимизация густоты растений при возделывании кукурузы на силос и зерно.

5.2.1 Густота растений, ее регулирование и роль в реализации генотипа.

5.2.2 Динамика развития гибридов кукурузы в зависимости от густоты растений.

5.2.3 Влияние густоты растений на силосную продуктивность гибридов кукурузы.

5.2.4 Влияние густоты растений на зерновую продуктивность гибридов кукурузы.

5.2.5 Экономическое обоснование оптимальной густоты растений.

5.3 Продуктивность кукурузы в полосных посевах с соей.

5.4 Реакция различных по скороспелости гибридов кукурузы на условия минерального питания.

6 Контроль засоренности в посевах кукурузы.

6.1 Противозлаковые гербициды, их выбор и сроки применения.

6.1.1 Почвенные гербициды.

6.1.2 Сроки и способы применения почвенных гербицидов.

6.1.3 Сравнительная эффективность почвенных и листовых граминицидов.

6.2 Взаимодействие агротехнических и химических приемов контроля засоренности.

6.2.1 Севооборот и основная обработка почвы как факторы, определяющие засоренность кукурузы.

6.2.2 Механические приемы защиты кукурузы от сорняков.

6.2.3 Влияние приемов защиты на засоренность кукурузы.

6.2.4 Урожайность кукурузы под влиянием приемов контроля засоренности.

6.2.5 Динамика урожайности кукурузы при систематическом применении приемов контроля засоренности.

7 Экономическая эффективность приемов возделывания кукурузы.

7.1 Экономическая эффективность выращивания различных по скороспелости гибридов кукурузы.

7.2 Экономическая эффективность возделывания кукурузы при различных сроках посева.

7.3 Экономическая эффективность приемов контроля засоренности.

Выводы.

Рекомендации производству.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Продуктивный потенциал кукурузы и факторы его реализации в лесостепи Южного Зауралья"

Несмотря на двухсотлетнюю историю возделывания кукурузы в Зауралье, роль ее в системе кормопроизводства далеко не определена. Ни одна другая культура не вызывала такого разнообразия технологических рекомендаций, меняющихся едва ли не каждое десятилетие, а порой существующих одновременно и полностью исключающих друг друга.

Многообразие причин, вызывающих столь широкий разброс мнений, в конечном счете сводится к различиям в оценке продуктивного потенциала кукурузы и возможности его полноценной реализации в так называемой третьей зоне кукурузосеяния вообще и в Зауралье - в частности. При этом пессимистический вариант оценки оставляет за кукурузой роль травянистого кормового злака с высокой урожайностью зеленой массы, бедной протеином, требующего малооправданных вложений ресурсов и представляющего интерес лишь в качестве источника объемистых кормов.

Следствиями крайнего выражения такого подхода являются, во-первых, направленность технологических и методических рекомендаций на максимальный сбор зеленой массы без особого учета ее качественного содержания; во-вторых, ничем не ограниченное количество вариантов этих рекомендаций - от общепризнанной индустриальной до предельно упрощенной сенажной; в-третьих, тенденция к максимальному удешевлению технологии за счет простого изъятия из нее ресурсоемких элементов; в-четвертых, неизбежный вывод о низкой экономической эффективности кукурузы и необходимости снижения ее доли в структуре кормовых культур.

Противоположный подход к проблеме вытекает из следующих посылок: с одной стороны, кукуруза является универсальной зерновой культурой с высоким продуктивным и адаптивным потенциалом; с другой стороны, этот потенциал может и должен быть успешно реализован в условиях Зауралья для получения как дешевых и качественных высокоэнергетических кормов, так и зерна.

По существу речь идет о двух совершенно различных культурах одного и того же растения, которые в отечественной практике названы не вполне корректно, но образно: «травяная» и «зерновая».

Предлагаемая к защите работа представляет собой обоснование второго подхода. Его обоснованность, по мнению автора, обусловлена уникальным комплексом признаков, принципиально отличающим кукурузу от других растений семейства мятликовых, в том числе и от представителей родственных триб. К ним можно отнести «С4» путь фотосинтеза, своеобразную раздельнополость, при которой мужское и женское соцветия закладываются на побегах с разной динамикой развития, широкую генетически обусловленную вариацию по самым различным признакам, являющуюся резервом для адаптации культуры в большом диапазоне условий.

Именно это сочетание признаков определило в 20-м столетии ведущую роль кукурузы как главного источника дешевой концентрированной обменной энергии. Известно место кукурузы в экономике США. Выход сельского хозяйства стран Западной Европы из послевоенного кризиса также тесно связан с освоением этой культуры в рамках аграрной программы «плана Маршалла». Это, в числе других мер, привело к радикальным системным изменениям в структуре производства, в экономических параметрах отрасли, сыграв определенную роль, например, в так называемом «экономическом чуде» Западной Германии.

История массового кукурузосеяния в Зауралье берет свое начало в середине 50-х годов. Однако, как показывает анализ развития отрасли, возможности кукурузы в регионе за прошедший период использовались в среднем на 2530 %, при закономерно вытекающей убыточности производства.

Перевод отрасли на оптимальный уровень продуктивности и качества предполагает решение комплекса взаимообусловленных задач, направленных на эффективную реализацию генетического потенциала культуры в условиях региона. Центральное место в этом комплексе принадлежит созданию и подбору адаптированных гибридов, достаточно полно использующих агроклиматические ресурсы, обладающих необходимой степенью устойчивости к совокупности неблагоприятных факторов среды, отвечающих определенным технологическим требованиям в зависимости от направления их использования. Современные реестровые гибриды лишь частично соответствуют оптимальным параметрам модели адаптированного биотипа.

Необходимым условием реализации продуктивного потенциала гибридов является, во-первых, оптимизация элементов сортовой агротехники, обусловленных нормой реакции генотипов (сроки посева, густота растений, уровень минерального питания), во-вторых, совершенствование системы защиты растений от вредителей, болезней и сорняков как фактора, обеспечивающего адаптивные функции сортовой агротехники.

Решению этих проблем посвящена представленная диссертационная работа, что определяет ее актуальность для развития кормопроизводства и зернового хозяйства региона. Она является обобщением многолетних исследований, выполненных автором, а также аспирантами и соискателями под его руководством в период с 1984 по 2003 годы. Исследования выполнены в соответствии с государственной научно-технической программой 054.04.02.08т «Усовершенствовать и внедрить индустриальные технологии возделывания кукурузы, обеспечивающие получение высококачественного сырья с содержанием 24-30 % сухого вещества за счет получения початков молочно-восковой спелости при снижении затрат на единицу продукции на 7-10%» (№ гос. регистрации 01870088056); с тематическими планами Курганского научно-исследовательского института сельского хозяйства и Института агроэкологии - филиала Челябинского ГАУ: «Усовершенствовать систему защиты кукурузы от сорняков с учетом ресурсных возможностей и требований экологической безопасности» (№ гос. регистрации 01980001395); «Разработать экологически сбалансированную технологию возделывания кукурузы, обеспечивающую эффективную реализацию потенциала культуры и агроклиматических ресурсов, стабильное производство высокоэнергетических кормов и окупаемость затрат» (№ гос. регистрации 01200312508); с заданием Главного управления сельского хозяйства Челябинской области «Создать адаптированные гибриды кукурузы зернового типа с потенциальной урожайностью 60-70 ц/га и уборочной влажностью зерна 20-25 % и разработать элементы их сортовой агротехники» (№ гос. регистрации 01200315109).

Цель исследований - обоснование интенсивной технологии возделывания кукурузы, обеспечивающей эффективную! реализацию потенциала культуры и агроклиматических ресурсов региона, стабильное производство * высокоэнергетических кормов при урожайности зерна до 7 т/га, сухой массы - до 16 т/га, высокую окупаемость затрат.

Задачи исследований:

-установить зависимость продуктивности кукурузы» от скороспелости биотипов и условий вегетации; обосновать ее действительно возможные уровни и вероятные колебания;

- дать количественную оценку адаптивного потенциала различных по скороспелости гибридов кукурузы, выявить оптимальные значения параметров экологической пластичности и стабильности;:

- разработать модели: адаптиро ванных биотипов кукурузы: для различных направлений использования;

- изучить реакцию различных по скороспелости биотипов^ на элементы сортовой агротехники,, определить их оптимальные параметры в; технологических схемах;

- усовершенствовать систему защиты растений от вредителей; болезней и сорняков применительно? к,агроклиматическим условиям региона- для разных уровней интенсификации технологий;

- дать экономическую оценку технологическим схемам; возделывания кукурузы на сил ос и зерно.

Объект исследований - продуктивность кукурузы как функция ¡скороспелости биотипов, агроэкологических и технологических условий выращивания.

Предметы; исследований - хозяйственно полезные признаки популяций; сортов и гибридов кукурузы, технологические и агроклиматические факторы в их действии на рост, развитие и продуктивность растений.

Научная новизна и теоретическая значимость работы. В результате оптимизации взаимодействия? «среда - генотип - сортовая агротехника» обоснованы^интенсивные технологии возделывания кукурузы на силос и зерно в лесостепной зоне Южного Зауралья. Исследованы корреляционные связи между хозяйственно полезными признаками, дана количественная оценка адаптивных свойств различных по скороспелости; гибридов, разработаны модели адаптированных биотипов кукурузы. Дан анализ использования кукурузой;агроклиматических ресурсов региона и вероятностный прогноз силосной и зерновой продуктивности, изучено ее многолетнее варьирование.

Предложены модифицированная методика оценки .экологической пластичности и стабильности генотипов и зональная=классификация гибридов по скороспелости.

Установлена обусловленность параметров сортовой агротехники свойствами генотипов, прежде всего— скороспелостью. Показан комплементарный характер взаимодействия» различных методов и приемов борьбы с сорняками, связанный с разной избирательностью их действия. Обоснованы схемы;защиты растений от вредителей, болезней и сорняков, дифференцированные по химической и энергетической нагрузке на пашню, рассчитанные на различные уровни продуктивности и экономической эффективности в зависимости от ресурсных возможностей производителей.

На защиту выносятся:

- агроэкологическое и экономическое обоснование оптимальной продолжительности вегетационного периода для гибридов; различных направлений использования и элементов их сортовой агротехники;

- вероятностный прогноз зерновой и силосной продуктивности различных по скороспелости гибридов по агроклиматическим зонам;

- модифицированная методика оценки экологической пластичности и стабильности генотипов;

- зональная классификация гибридов кукурузы по скороспелости и модели адаптированных биотипов;

- технологические схемы контроля засоренности, дифференцированные по затратам и химической нагрузке на пашню.

Практическая значимость и; реализация результатов исследований.

Результаты исследований легли в основу разработки интенсивной технологии возделывания кукурузы, обеспечивающей в лесостепной зоне Зауралья сбор обменной энергии в среднем 90-100 ГДж/га, зерна - 4,5-5,0 т/га, повышение качества и энергетической ценности силоса, снижение потерь питательных веществ в процессе силосования и себестоимости продукции.

Использование зональной классификации гибридов кукурузы по скороспелости и моделей адаптированных биотипов позволит повысить эффективность Государственного сортоиспытания.

Интенсивная технология выращивания раннеспелых гибридов Скандия, Днепровский 141Т, Молдавский 215МВ, Бемо 181СВ на силос реализована в 1987-1988 годах в хозяйствах Курганской области на площади 42-116 тыс. га (приложение 1), в 1987-1991 годах в ОПХ «Батуринское» Шадринского района на площади 1,4-2,2 тыс. га (приложение 2). Технология возделывания скороспелой гибридной комбинации КОС 1492 на зерно внедрена в 2001 году в СХПК «Толсты» Варненского района на площади 50 га (приложение 3).

Материалы диссертации использованы при разработке «Системы земледелия Курганской области» (1988), «Научных основ систем земледелия Курганской области» (2001), областных и региональных научно-практических рекомендаций, учебного пособия и учебно-методических указаний для студентов агрономических факультетов.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы получили положительную оценку на заседаниях Ученого совета Курганского НИИСХ (19851996), зональном совещании по освоению зерновой технологии возделывания кукурузы (Челябинск, 1985), областной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов (Курган, 1986), VI региональной конференции молодых ученых Сибири и Дальнего Востока (Новосибирск, 1987), конференции молодых ученых и специалистов (Свердловск, 1988), международных симпозиумах по проблемам селекции и защиты кукурузы (Москва, 1988, 1989), заседании Всесоюзного научно-методического совета по программе «Зерно (кукуруза)» (Кишинев, 1990), зональной научной конференции Курганского СХИ (Курган, 1994), региональной научно-практической конференции, посвященной 100-летшо со дня рождения Т.С. Мальцева (Курган, 1995), научных конференциях Челябинского государственного агроинженерного университета (Челябинск, 1998-2004), Всероссийской научно-практической конференции «Научное наследие Т.С. Мальцева» (Курган, 2000), семинарах проекта Тааэ Р01Ш8 9901 «Внедрение методов минимальной обработки почвы» (Варна, 2000), «Силосование кукурузы» (Магнитогорск, 2000-2002), международной конференции «Интегрированные системы защиты растений. Настоящее и будущее» (Минск, 2002).

Основные положения опубликованы в монографии, 11 сборниках научных трудов, 14 научных и научно-производственных журналах, в том числе «Кукуруза и сорго» (4 статьи), «Сибирский вестник сельскохозяйственной науки» (2 статьи), «Аграрная наука», «Агро-ХХ1», «Земледелие» (по одной статье), материалах международной, региональных и областных научно-практических конференций и совещаний, производственных и методических рекомендациях. Всего по теме диссертации опубликовано 50 работ общим объемом 37 печатных листов.

Автор благодарен кандидату сельскохозяйственных наук И.А. Сикорско-му, И.Н. Цымбаленко, В.Г. Гаркушке за многолетнее научное сотрудничество, доктору сельскохозяйственных наук И.Л. Фрумину, профессору В.А. Липпу за методическое и техническое содействие, оказанное ими в ходе исследований.