Нині головним завданням у вирощуванні кукурудзи є максимальна реалізація генетичного потенціалу продуктивності нових гібридів за використання науково обґрунтованого підходу щодо оптимізації факторів життя. Такий підхід передбачатиме подальше вдосконалення технологій вирощування конкретного гібриду, який адаптований до умов регіону [7].
Кукурудза належить до помірно вимогливих рослин по відношенню до потреб у воді. Вимогливість кукурудзи до волого забезпечення – це один з найважливіших екологічних чинників, оскільки є вирішальним при формуванні величини врожайності зерна. Досить важливим показником, щодо вологозабезпеченості території є кількість опадів. Проте слід зазначити, що кількість опадів лише у деякій мірі відповідає ступеню забезпеченості рослин водою. Угорським дослідником Надь Яношем доведено, що водообмін рослин у процесі всього вегетаційного періоду суттєво залежить від особливостей водного режиму ґрунту [2].
За вимогами до фактору температури, кукурудза – теплолюбна культура. Її насіння проростає за температури 8-10°С, сходи з’являються при 10-12°С. За даними В. И. Степанова і И. С. Шатилова, біологічний мінімум появи життєздатних сходів спостерігається у кременистих гібридів при 10-11°С, у зубовидних – при 11-12°С. Надмірно рання сівба у холодний перезволожений ґрунт може призвести до загибелі насіння і зрідження сходів. Заморозок в 2-3°С суттєво ушкоджує сходи рослин. Ушкоджені сходи здатні протягом тижня відновити ріст, але рівень продуктивності буде значно нижчим [3].
У зв’язку з цим, висока рентабельність виробництва кукурудзи, перш за все, забезпечується на родючих ґрунтах, що характеризуються значною водоутримуючою здатністю та достатньою водопроникністю. Тому одним з ключових питань технології вирощування кукурудзи є вологозберігаючі підходи до обробітку ґрунту. Оскільки в природно-кліматичних зонах України, де вирощують кукурудзу, кількість опадів протягом вегетаційного періоду менша, ніж їх потребують рослини для свого оптимального росту та розвитку необхідно дослідити вплив систем обробітку грунту та антистресових препаратів на процеси росту, розвитку та формування урожайності зерна конкретного гібриду.
Мета досліджень – встановити реакцію нових гібридів кукурудзи на організовані фактори вирощування в умовах традиційних і альтернативних систем землеробства.
Матеріли та методи досліджень. Польові дослідження проводили впродовж 2014-2016 рр. в умовах Лісостепової зони України, а саме на дослідному полі Інституту кормів та сільського господарства Поділля НААН. Ґрунти дослідної ділянки – сірі лісові характеризуються наступними агрохімічними показниками: низький вміст гумусу – 2,1 %, а нижня частина ілювіального горизонту майже без гумусна; сума ввібраних основ 18,58 мг.-екв. на 100 г ґрунту; слабокисла реакція ґрунту – рН 5,5, що обумовило рухливість елементів живлення та їх вимивання в нижні шари ґрунту; вміст легкогідролізованого азоту в шарі ґрунту 0-30 см. складає 4,4 мг/100 г ґрунту, що відповідає дуже низькій забезпеченості ґрунту цим елементом; обмінного калію міститься лише 12,5 мг на 100 г ґрунту (низький); вміст рухомого фосфору середній – 11,7 мг на 100 г ґрунту.
Програмою досліджень було передбачено вивчити дію та взаємодію трьох факторів: А – гібриди кукурудзи; В – модель технології вирощування (традиційна та No-till) в умовах Лісостепу правобережного; С – використання біологічного препарата Ратчета. При цьому, висівали гібриди кукурудзи трьох груп стиглості (ранньостиглі, середньоранньостиглі та середньостиглі). Кожна група стиглості була представлена двома гібридами кукурудзи. В наших дослідженнях ми використали наступні гібриди кукурудзи: ранньостиглі (ФАО 150-200) – Трубіж СВ, ТЕЛЕКС; середньоранньостиглі (ФАО 200-300) – Хорол СВ, Адвей; середньостиглі (ФАО 300-400) – Візир, ЛГ 3232.
Результати досліджень. Результати наших досліджень свідчать про те, що використання традиційного полицевого обробітку ґрунту на 25-27 см при вирощуванні кукурудзи на зерно зменшувало запаси продуктивної вологи в метровому шарі ґрунту на період збирання культури. За роками досліджень вміст продуктивної вологи у метровому шарі ґрунту, становив 181,4 мм, тоді як на ділянках, де застосовували технологію No-till ці показники вмісту продуктивної вологи складали 201,1 мм, що більше на 19,7 мм. На період збирання культури у метровому шарі ґрунту запаси продуктивної вологи складали 81,2 мм за традиційної технології обробітку ґрунту, тоді як за No-till технологією 109,0 мм, що більше на 27,8 мм. Аналогічну залежність виявили і в інші роки досліджень (табл. 1).
За умов посушливого вегетаційного періоду 2015 року при використанні No-till технології у шарі ґрунту 0-30 см знаходилось 60,2 мм продуктивної вологи, тоді як на варіантах із полицевим обробітком лише 46,1 мм. або на 14,1 мм менше. Нами відмічено, що при застосуванні No-till технологій у посівах кукурудзи у шарі ґрунту 0-50 см було 30,0 мм продуктивної вологи, а у шарі 0-100 см – 64,8 мм, що суттєво більше при порівнянні із традиційною системою обробітку ґрунту.
Таблиця 1
Запаси продуктивної вологи в шарі ґрунту 0-100 см в посівах кукурудзи в залежності від технологій обробітку ґрунту, мм
| Технологія обробітку ґрунту | Рік | Перед сівбою | На період збирання | ||||
| 0-30 | 0-50 | 0-100 | 0-30 | 0-50 | 0-100 | ||
| Традиційна | 2014 | 52,2 | 89,4 | 182,7 | 33,8 | 46,3 | 90,4 |
| 2015 | 46,1 | 79,5 | 167,1 | 19,8 | 28,0 | 45,8 | |
| 2016 | 45,9 | 99,3 | 194,5 | 39,8 | 54,6 | 107,3 | |
| Середнє | 48,1 | 89,4 | 181,4 | 31,1 | 43,0 | 81,2 | |
| No-Till | 2014 | 66,4 | 105,9 | 201,5 | 37,2 | 54,1 | 116,7 |
| 2015 | 60,2 | 97,0 | 191,2 | 19,8 | 30,0 | 64,8 | |
| 2016 | 58,1 | 110,4 | 210,7 | 49,7 | 68,9 | 145,4 | |
| Середнє | 61,6 | 104,4 | 201,1 | 35,6 | 51,0 | 109,0 | |
Отже, застосування системи No-till технологій сприяло збереженню запасів продуктивної вологи у ґрунті у критичні за волого забезпеченням роки та створювало сприятливі умови для росту, розвитку та формування високої урожайності зерна гібридів кукурудзи.
Посіви кукурудзи можна розглядати як комплексну агроекологічну систему, яка складається із двох підсистем – підсистеми ґрунту і підсистеми рослини. Ці дві підсистеми тісно взаємодіють одна з одною. Самі по собі ці підсистеми вибудовані гетерогенно, тому процеси, що протікають в окремих їх частинах, відрізняються певною видовою специфікою, у тому числі й за ступенем та характером впливу на екосистему. В обох підсистемах відбуваються кліматично залежні процеси, тобто у змінах, що мають місце в часі та просторі протягом функціонування рослинної системи, спостерігається вплив кліматичних факторів.
Результати регресійного аналізу показали залежність тривалості вегетаційного періоду гібридів кукурудзи від величини запасу продуктивної вологи ґрунту та кількості атмосферних опадів впродовж вегетації у зоні здійснення досліджень (1).
, (1)
де Y – тривалість вегетаційного періоду гібрида кукурудзи, діб;
– величина запасу продуктивної вологи в 0-30 см шарі ґрунту в період вегетації рослин, мм;
– кількість атмосферних опадів протягом вегетації рослин, мм;.
Коефіцієнт множинної детермінації (D) становить 0,87, а коефіцієнт кореляції (r) 0,66 для показників тривалості вегетації із запасами продуктивної вологи та 0,93 для – тривалості вегетації із сумою опадів протягом вегетації.
Таким чином, за традиційної системи вирощування кукурудзи заходи регулювання запасів продуктивної вологи охоплюють водопроникність лише верхнього оброблювального шару ґрунту, а при відсутності механічного обробітку ґрунту його здатність поглинати і накопичувати вологу не зменшується, а зростає. Аналогічну залежність виявлено і в дослідженнях проф. В.П. Гордієнка [1].
Зокрема, в наших дослідженнях було проаналізовано вплив традиційної технології вирощування та технології No-till на рівень продуктивності гібридів кукурудзи різної стиглості, а також інтенсифікацію технології за рахунок застосування фоліарного біостимулятора Ратчет, який активізує каскад біохімічних реакцій спрямованих на активізацію росту та розвитку кореневої системи рослин в умовах холодового стресу.
Аналізуючи гібриди різних груп стиглості впродовж 2014-2016 рр. можна констатувати, що найвищу врожайність зерна кукурудзи отримано за традиційної технології вирощування на ділянках середньораньостиглого гібриду іноземної селекції Адевей з рівнем врожаю зерна у 10,30 т/га. Також високий рівень продуктивності зерна демонстрували середньостиглий гібрид ЛГ3232 на рівні 9,60 т/га в умовах 2016 року. Лідируючі позиції дані гібриди проявляли і у менш сприятливі для рослин кукурудзи роки. При цьому в середньому за три роки досліджень, Адевей формував свою зернову продуктивність 8,90±0,84 т/га, а ЛГ 3232 – 8,13±0,87 т/га відповідно, що суттєво вище при порівнянні зі стандартом.
Нами відзначено, що урожайність зерна гібридів кукурудзи є мінливою величиною і значно варіює в розрізі років (рис. 1). Залежно від року вирощування гібридів кукурудзи найбільш сприятливим виявився 2016 рік, оскільки найвища середня врожайність зерна кукурудзи була отримана на рівні 9,3 т/га. Тоді як, найменш сприятливим роком виявився для кукурудзи 2015 рік. При цьому, рівень зернової продуктивності сягав 6,48 – т/га на всіх варіантах за традиційної технології вирощування. Така ж тенденція впродовж років досліджень спостерігалася і на варіантах No-till технології вирощування кукурудзи. У 2016 році врожайність була на рівні 7,90 т/га, а у 2015 році – на рівні 5,24 т/га.
Нами встановлено, що максимальний рівень зернової продуктивності при застосуванні No-till технології в умовах Лісостепу правобережного забезпечують середньораньостиглі гібриди кукурудзи. Так гібрид Адевей в середньому формував 7,63±1,13 т/га, а гібрид Хорол СВ 6,97±0,67 т/га. В сприятливі за кліматичними характеристиками роки Адевей забезпечував 9,50 т/га зерна, а Хорол СВ 8,20 т/га. Гібриди середньостиглої групи Візир та ЛГ 3232 мали рівень зернової продуктивності у 6,53 т/га та 6,77 т/га. Ранньостиглі гібриди за No-till технології здатні також формувати урожайність зерна на рівні 6,67±0,70 т/га гібрид ТЕЛЕКС, 6,40±0,90 т/га гібрид Трубіж СВ. Тоді, як в умовах сприятливих років – гібриди перевищували урожайність зерна 7,5 т/га.
Рис. 1. Урожайність зерна гібридів кукурудзи за традиційної та No-till технологій
Також, слід відмітити, особливість середньостиглих та середньораньостиглих гібридів, які мали сповільнений ріст на ранніх фазах розвитку реагувати на дію рістстимулюючого препарату Ратчет. Показники рівня урожайності зерна для даних гібридів були суттєво вищими на варіантах де застосовували біостимулятор росту Ратчет. Дана особливість має чітке своє вираження в роки весняного холодового стресу для рослин кукурудзи. При цьому, кращий результат (5,90 т/га зерна) відмічався у гібрида вітчизняної селекції Хорол СВ.
Отже, від підбору гібриду кукурудзи певної групи стиглості залежить реалізація генетичного потенціалу його продуктивності в умовах Лісостепу правобережного. За цілковитої відповідності наявних гідротермічних ресурсів регіону вимогам біології гібридів до факторів життя можна отримати урожайність зерна понад 7,0 т/га за No-till технології вирощування.
Зерно кукурудзи має характерний хімічний склад, показники якого, варіюють у певних межах. Варіювання величин пов’язано з дією і взаємодією багатьох факторів під час вирощування рослин і формування зерна. Це, першою чергою, залежать від ґрунтово-кліматичних умов загалом, а також від окремих елементів гідротермічних умов або їх сукупності у відповідні періоди росту і розвитку рослини. За результатами наших досліджень середні показники хімічного складу зерна гібридів кукурудзи, що досліджувались, наведено у вигляді табл. 2.
Таблиця 2
Хімічний склад зерна гібридів кукурудзи за різних технологій вирощування, середнє, (М±m)
| Технологія вирощування | Вміст на абсолютно суху речовину, % | ||||
| протеїну | жиру | клітковини | золи | БЕР | |
| 2014 р. | |||||
| Традиційна | 9,04±1,17 | 4,82±0,33 | 2,95±0,34 | 1,43±0,31 | 81,77±1,52 |
| No-till | 9,55±0,83 | 3,49±0,28 | 2,16±0,24 | 1,57±0,12 | 83,23±1,23 |
| 2015 р. | |||||
| Традиційна | 8,06±1,21 | 4,01±1,09 | 2,06±0,11 | 1,73±0,24 | 84,16±2,19 |
| No-till | 8,92±1,24 | 3,95±0,26 | 1,58±0,21 | 1,83±0,23 | 83,71±1,71 |
| 2016 р. | |||||
| Традиційна | 8,30±1,64 | 4,04±0,34 | 2,14±0,24 | 1,01±0,17 | 84,49±1,09 |
| No-till | 9,45±0,74 | 4,19±0,21 | 1,78±0,25 | 1,19±0,17 | 83,46±1,49 |
| НІР0,95, % | 1,08 | 0,18 | 0,13 | 0,10 | 0,56 |
Середні значення показників хімічного складу зерна певною мірою, були однотипними в умовах конкретного року досліджень. Тенденції до зростання або зниження окремих характеристик хімічного складу спостерігались лише за умови взаємодії організованих факторів, що досліджувались, та впливу року.
Чітку схильність до збільшення проявляв показник вмісту золи у зерні кукурудзи за умови No-till технології вирощування. При цьому максимальних значень даний показник набував під впливом екстремальних для рослин кукурудзи гідротермічних чинників 2015 року. Його вміст зростав до 1,83 %. Варіювання цього показника протягом 2014 та 2016 років було середнім, не перевищуючи 1,57 %.
Одним з основних показників під час оцінювання хімічного складу зерна залишається вміст протеїну. Для кормового зерна, як цінного компонента комбікормів, найгострішою проблемою є підвищення вмісту білка.
При визначенні хімічного складу зерна сучасних гібридів кукурудзи встановлено відмінності в їхніх показниках з огляду на технології вирощування. Вищими показниками вмісту протеїну у зерні відзначились гібриди кукурудзи, які вирощувалися за No-till технології. За високих температур 2014 та 2016 років рівень сирого протеїну у зерні складав у зерні гібридів 9,45-9,55 %. Більше сирого протеїну накопичували гібриди ранніх строків дозрівання Трубіж СВ, ТЕЛЕКС, Адевей. За гідротермічними умовами 2015 року зерно кукурудзи характеризувалось істотно низьким вмістом протеїну.
В результаті наших досліджень, встановлено вплив різних технологій вирощування на показники вмісту сирого протеїну в зерні кукурудзи. Показники загальної поживності зерна кукурудзи в більшій мірі змінювались під впливом на рослину наявних кліматичних особливостей року вирощування та системи обробітку ґрунту. Нами встановлено, що наявні гідротермічні ресурси суттєво впливали на показники поживності зерна гібридів кукурудзи.
Висновки. Отже, за результатами досліджень встановлено, що на рівень продуктивності гібридів кукурудзи різних груп стиглості впливають кліматичні умови року вирощування та організовані фактори. Використання No-till технології спрямоване на ефективне накопичування та зберігання запасів продуктивної вологи в ґрунті та раціональне їх використання протягом вегетаційного періоду гібридів.
Максимальний рівень зернової продуктивності при застосуванні No-till технології в умовах Лісостепу правобережного забезпечують середньораньостиглі гібриди кукурудзи, серед яких гібрид Адевей 7,63±1,13 т/га зерна та гібрид Хорол СВ 6,97±0,67 т/га зерна. В сприятливі за кліматичними характеристиками роки Адевей забезпечував 9,50 т/га зерна, а Хорол СВ 8,20 т/га. Гібриди середньостиглої групи Візир та ЛГ 3232 мали рівень зернової продуктивності у 6,53 т/га та 6,77 т/га. Ранньостиглі гібриди здатні формувати урожаї зерна на рівні 6,67±0,70 т/га гібрид ТЕЛЕКС, 6,40±0,90 т/га гібрид Трубіж СВ.
Виявлено, що в зерні гібридів кукурудзи міститься від 8,06 до 9,55 % сирого протеїну, від 3,49 до 4,82 % жиру, від 1,58 до 2,95 % клітковини, від 1,01 до 1,83 % золи та від 81,77 до 84,49 % БЕР. Ці показники якості зерна мали середню варіацію за умови різних технологій вирощування рослин, а за показниками вмісту протеїну і золи відзначено чітко виражену варіацію до зростання за No-till технології. При цьому, вплив технології вирощування на поживність зерна кукурудзи виявлявся в межах помилки розрахунку середніх значень, оскільки її величини є генетично обумовленою ознакою самих біотипів рослини, які в більшій мірі реагують на фактори зовнішнього середовища протягом вегетації рослини.
Література
- Взірець широти серця, чесної любові до праці землероба / В. Ф. Петриченко // Дбаючи про землю : думка, дія, турбота. Презентація книги «Автограф на землі. Семен Антонець» : зб. матеріалів / уклад. В. А. Вергунов, М. М. Давиденко, В. М. Товмаченко ; наук. ред. В. А. Вергунов. – К. : Зерно, 2014. – С. 89–91
- Гордієнко В.П., Малієнко А.М., Грабак Н.Х. Прогресивні системи обробітку ґрунту / ВП Гордієнко, АМ Малієнко, НХ Грабак. – Сімферополь, 1998. – 189 с.
- Ефективність системи землеробства No-till у правобережному Лісостепу України / В.Ф. Петриченко, С.І. Колісник, С.Я. Кобак, О.Я. Панасюк, В.О. Савченко // Корми і кормовиробництво : міжвід. темат. наук. зб. / НААН, Ін-т кормів та сіл. госп-ва Поділля. – Вінниця : ФОП Данилюк. – 2016. – Вип. 82 – С.179–184.
- Кур’яга В. Г. Фізіологія рослин. Част. 1. Навч. пос. для студ. ден. і заочн. форм навч. спец. „Біологія” / В. Г. Кур’яга. – Вінниця: Гіпаніс, 2005. – 100 с.
- Підвищення стійкості землеробства в умовах глобального потепління / В. Ф. Петриченко, С. А. Балюк, Б. С. Носко // Вісн. аграр. науки. – № 9. – 2013. – С. 5–12.
- Рекомендації щодо проведення комплексу осінньо-польових робіт під урожай озимих культур 2018 року в умовах Вінницької області / Ткачук М.Ф., Петриченко В.Ф., Корнійчук О.В., Темченко В.В., та ін. – Вінниця: Інститут кормів та сільського господарства Поділля НААН, – 2017. – 21 с.
- Янош Надь. Кукурудза. / Надь Янош. – Вінниця: ФОП Корзун Д.Ю., 2012. – 580 с.
Автор: О. В. Томашук старший науковий співробітник, Інститут кормів та сільського господарства Поділля НААН