Висота рослин є важливою ознакою рослин кукурудзи, що має біологічне та технологічне значення, а також відіграє велику роль у формуванні високопродуктивних посівів культури. Цей показник фізіологічно пов’язаний із групою стиглості гібридів — на рослинах більшої висоти формується і більша кількість листків, що опосередковано впливає на фотосинтетичну активність посіву.
Біометричні параметри кукурудзи вимірювали на ділянках досліду у двох несуміжних повтореннях. За коливаннями добового приросту рослин у висоту визначали вплив окремих факторів на продукційні процеси (табл. 1).
З табл. 1 бачимо, що висота рослин культури змінювалася залежно від строків сівби, групи стиглості гібридів і густоти стояння рослин. Рослини гібрида Степовий максимальну висоту мали за першого строку сівби, за другого строку цей показник зменшився й найменшим був за сівби в третій строк. У межах одного строку сівби висота рослин гібрида Степовий до фактора С (густота стояння рослин) мала незначні відхилення. Висота рослин гібрида Чорномор максимальною була за другого строку сівби, найнижчою — за третього. Найвищі рослини гібрида Тронка формувалися за сівби у третій строк, найнижчі — у другий. Щодо впливу на висоту рослин за фактором С, то збільшення цієї величини відбувалося пропорційно до збільшення густоти стояння рослин.
Таблиця 1. Показники структури врожаю гібридів кукурудзи залежно від строків сівби та густоти стояння рослин (середнє за 2018–2020 рр.)
Установлено, що найінтенсивніше ростові процеси рослин кукурудзи у висоту відбувалися до фази цвітіння качанів, коли було відмічено істотне збільшення показника. Показник висоти рослин гібридів кукурудзи становив у середньому 215,2–249,6 см. Під час проведення вимірів рослин кукурудзи у фазу 7 листків у середньому за 2018–2020 рр. висота варіювала залежно від факторів досліду в межах 31,4–51,5 см. У фазу 12–13 листків максимальні значення цього показника мали рослини гібрида Чорномор за другого строку сівби та густоти стояння рослин 90 тис. шт./га — 161,0 см. У фазу цвітіння качанів максимальну висоту — 249,6 см мали рослини гібрида Тронка за сівби в 15 травня та густоти стояння рослин 90 тис. шт./га. Висота рослин гібрида Степовий у фазу молочної стиглості зерна була в межах 218,7–226,7 см, гібрида Чорномор — 238,1–255,8 см. Найбільше високорослим виявився гібрид Тронка — висота рослин дорівнювала 250,3–256,9 см. Дисперсійним аналізом доведено, що фактори, поставлені на вивчення, по-різному впливали на формування висоти рослин гібридів кукурудзи (рис. 1).
Рис. 1. Частка впливу факторів досліду на показники висоти рослин кукурудзи у фазу молочної стиглості, % (середнє за 2018–2020 рр.):
фактор А — строки сівби; фактор В — гібриди кукурудзи різних груп стиглості; фактор С — густота стояння рослин
Результатами дисперсійного аналізу встановлено, що максимальний вплив на показник висоти рослин має зміна гібридного складу — частка впливу становила 84,2%. Строки сівби та густота стояння рослин мали значно менший вплив на висоту рослин і становили, відповідно, 3,8 та 0,7%. Взаємодія досліджуваних факторів є незначною — 0,1%, а показник залишкової дії 0,6% був несуттєвим.
Слід зазначити, що висота рослин має важливе значення для технологічності збирання кукурудзи комбайном. Вона не має бути меншою як 200 см, інакше можливі втрати від низького розташування качана. Високорослі рослини теж мають певні недоліки й насамперед — це висока листостеблова маса, що теж призводить до перевантаження комбайна. Висота рослин кукурудзи понад 300 см може призводити до ускладнень, що виникають за поливу високорослої кукурудзи. За результатами спостережень установлено, що гібриди всіх груп стиглості мали оптимальні параметри висоти рослин для забезпечення високоякісного збирання врожаю.
Посеред значної кількості господарсько-важливих ознак гібридів кукурудзи, що мають значний вплив на формування фактичної та потенційної врожайності, важливе місце належить структурним показникам. Максимальний урожай зерна кукурудзи високої якості формується за умови оптимального співвідношення всіх структурних елементів: маси 1000 зерен, кількості рядів зерен у качані, кількості зерен у ряді, кількості зерен на одному качані, довжини та діаметра качана. За недостатнього розвитку одного структурного елемента врожай може бути компенсований іншими складовими. Оскільки окремі елементи структури формуються на різних етапах органогенезу, то для успішного їх розвитку потрібні неоднакові умови.
Загалом погодні умови за період проведення спостережень були сприятливими для росту рослин кукурудзи — як на перших етапах розвитку, тобто закладання й утворення вегетативних і генеративних зачатків, так і на пізніх, коли вже відбувалася реалізація потенціалу цих елементів. Оптимальне забезпечення рослин культури вологою забезпечило розвиток усіх елементів структури (табл. 2).
Таблиця 2. Урожайність зерна гібридів кукурудзи різних груп стиглості залежно від строків сівби та густоти стояння рослин, т/га (середнє за 2018–2020 рр.)
Використані в наших дослідженнях гібриди виявили особливості формування елементів структури врожаю залежно від строків сівби та густоти стояння рослин. Розміри качанів, які сформувалися на рослинах кукурудзи, мало варіювали під дією строків сівби та густоти стояння рослин, проте були характерними для певного біотипу. За встановлення параметрів довжини качанів ураховували тільки озернену частину. За результатами біометричних вимірювань найменший середній показник довжини качана встановлено в ранньостиглого гібрида Степовий — 16,8–18,2 см. Зі збільшенням групи стиглості підвищувався показник довжини качана, що пояснюється характеристикою гібридів. Таким чином, значення цього показника для середньораннього гібрида Чорномор у середньому за період 2018–2020 рр. проведення спостережень становило 17,9–20,3 см, для середньостиглого гібрида Тронка — 18,6–22,8 см.
Показник діаметра качана практично не змінювався під впливом досліджуваних факторів, проте залежав від генотипових особливостей гібридів і становив у середньому за період проведення досліджень для гібрида Степовий — 35,8–41,7 мм, Чорномор — 41,5–44,7, для гібрида Тронка — 48,1–52,5 мм. Кількість рядів зерен за всіх строків сівби у гібридів різних груп стиглості максимальною була за густоти стояння рослин 90 тис. шт./га та варіювала в межах 14,2–19,2 шт. Генотиповий склад гібридів кукурудзи максимально впливав на показник маси зерна з качана — чим більшою була група ФАО гібрида, тим вищими були значення маси зерна з качана. Так, маса зерна з качана у рослин гібрида Степовий становила в середньому 153,1–165,4 г, гібрида Чорномор — 175,1–187,7 г, гібрида Тронка — 242,0–294,5 г.
Результати обліку врожайності показали, що під впливом агротехнічних елементів за умов зрошення продуктивність досліджуваних гібридів кукурудзи в середньому за 2018–2020 рр. коливалася від 10,05 до 15,23 т/га.
За всіма групами стиглості гібридів кукурудзи спостерігається залежність урожайності зерна від строку сівби та густоти стояння рослин. За результатами проведених досліджень установлено, що використання строку сівби — 5 травня сприяє формуванню найвищої врожайності зерна кукурудзи, яка в середньому становила 12,95 т/га. За сівби 25 квітня та 15 травня врожайність зерна кукурудзи мала тенденцію до зниження — 12,45 та 12,32 т/га або була на 3,86 та 4,86% нижчою, відповідно. Така закономірність простежувалася протягом усього періоду досліджень.
Поряд із підвищенням урожайності важливе значення має покращення якості зерна кукурудзи. Своєю чергою, напрям використання зерна культури зумовлює критерії його оцінювання за відповідними якісними показниками. До складу зерна входять білки, вуглеводи, вітаміни, жири, мінеральні речовини. Вуглеводи становлять найважливішу частину зерна кукурудзи. Їх частка в зерні може досягати 80%; головні з них — крохмаль, цукри, клітковина, геміцелюлоза, пентозани. За використання зерна для харчування людей і корму тварин крохмаль слугує джерелом енергії. Якщо за виробництва біоетанолу увага приділяється вмісту в зерні крохмалю, то в харчових цілях більше цінується зерно, що має підвищений уміст протеїну та жиру. Вартість зерна на світових ринках залежить від умісту в ньому білка. Тому в багатьох країнах значно поширилися дослідження, спрямовані на покращення показників якості зерна за допомогою селекційно-генетичних й агротехнічних заходів.
Посушливий клімат Південного Степу України та застосування зрошення сприяють формуванню зерна кукурудзи з високим умістом білка. Підвищена температура повітря (понад +30 °С) у фазу наливання зерна уповільнює процес асиміляції та посилює процес дихання, внаслідок чого витрата вуглеводів збільшується, а відносний уміст білків підвищується. Для отримання високобілкового зерна кукурудзи сприятливими є інтенсивне сонячне світло та незначний дефіцит доступної вологи. Надмірна кількість опадів у період формування зерна культури негативно впливає на його якість.
Поряд із тим індустріалізація та хімізація сільгоспвиробництва робить можливим керування процесами формування фізико-хімічних властивостей зерна за допомогою заходів агротехніки, використання добрив, пестицидів, біологічно активних речовин тощо. Оптимальні умови для формування сталих урожаїв зерна гібридів кукурудзи різних груп стиглості складаються за використання оптимального строку сівби та густоти стояння в умовах зрошення, оскільки ці чинники впливають на тривалість і кількість сонячного освітлення, процес фотосинтезу і врожайність.
Під час проведення досліджень окрім урожайності зерна кукурудзи оцінювали і якість продукції. Установлено, що якісні показники зерна культури залежали від строків сівби, густоти стояння та безпосередньо від біологічних особливостей досліджуваних гібридів — під впливом досліджуваних чинників і залежно від біологічних особливостей гібридів змінювався вміст крохмалю та жирів у зерні білка. Максимальний вплив на формування якісних показників зерна культури спричиняв фактор В (гібрид). Серед гібридного складу в середньому за роки досліджень за вмістом білка якісно вирізнявся ранньостиглий гібрид Степовий (9,21–9,45%), тоді як у зерні середньостиглого гібрида Тронка вміст білка варіював у межах 8,21–8,79%, найменший уміст білка продемонстрував середньоранній гібрид Чорномор — 7,98–8,14%.
За вмістом крохмалю в зерні переважає гібрид Тронка — в середньому 71,23%, тоді як в інших гібридах його вміст варіював у межах 67,92–68,42%.
У середньому за роки спостережень зерно гібридів кукурудзи за варіантами містило 3,35–3,87% жиру. Так, найвищий уміст жиру — 3,87% встановлено в середньораннього гібрида Чорномор, в інших гібридів цей показник варіював у межах 3,35–3,68%.
Дослідженнями встановлено, що строк сівби (фактор А) та густота стояння рослин (фактор С) певною мірою позначилися на вмісті крохмалю в зерні гібридів різних груп стиглості. Визначено, що дещо більше крохмалю рослини нагромаджували в зерні за густоти стояння 80 тис. шт./га: у гібридів Степовий і Тронка — 69,76 та 71,19%, у гібрида Чорномор — 67,98% за сівби 25 квітня та густоти стояння рослин 70 тис. шт./га. Найбільший уміст крохмалю в зерні кукурудзи за сівби 5 травня виявлено у гібридів Тронка та Чорномор за густоти стояння 90 тис. шт./га — 68,72 та 71,03% відповідно; у гібрида Степовий цей показник становив 69,78% за густоти стояння 70 тис. шт./га.
У гібридів кукурудзи Степовий і Тронка максимальний уміст крохмалю в зерні зафіксовано за сівби 15 травня за густоти стояння рослин 90 тис. шт./га — 69,74 та 71,04% відповідно; у Чорномора — 68,51% за густоти стояння рослин 80 тис. шт./га.
Установлено певний вплив густоти стояння рослин на вміст білка в зерні гібридів кукурудзи. Максимальним цей показник був у ранньостиглого гібрида Степовий — 9,42% та середньораннього Чорномор — 8,31% за густоти стояння рослин 90 тис. шт./га; для середньостиглого Тронка — 8,89% за густоти стояння рослин 70 тис. шт./га.
Під впливом густоти стояння рослин найбільшою мірою знижувався вміст жиру в зерні ранньостиглого гібрида Степовий — з 3,52 до 3,35% — за сівби 25 квітня; з 3,59 до 3,47 — за сівби 5 травня та з 3,50 до 3,34% — за сівби у 15 травня.
Висновки
Дослідження, спрямовані на встановлення оптимального строку сівби та густоти стояння рослин для гібридів кукурудзи різних груп стиглості за вирощування в умовах крапельного зрошення південного Степу України, дозволили виявити основні умови формування продуктивності культури та на їх основі дійти таких висновків:
1. Вирощування сучасних гібридів кукурудзи різних груп стиглості в поєднанні з різними строками сівби та густотою стояння рослин є одними з основних факторів формування продуктивності кукурудзи і залежать від ґрунтових і кліматичних умов зони, агротехніки вирощування та морфолого-біологічних особливостей рослин культури.
2. Установлено, що на тривалість проходження окремих фаз розвитку рослин кукурудзи найбільшу частку впливу здійснювала група стиглості гібрида, потім строки сівби, а густота стояння була найменше впливовою. Це вказує на чітку генотипову визначеність ознаки, що має високу середовищну стабільність.
3. Для отримання високої врожайності зерна гібриди ранньостиглої групи слід висівати 25 квітня за використання густоти стояння рослин 90 тис. шт./га; гібриди середньоранньої групи — 5 травня за використання густоти стояння рослин 90 тис. шт./га; гібриди середньостиглої групи — декаду 15 травня за використання густоти 70 тис. шт./га;
4. Для отримання технологічно сухого зерна, гібриди Степовий і Чорномор можливо висівати у відносно пізній строк (15 травня), а гібрид Тронка — у відносно ранній строк (25 квітня).
Раїса ВОЖЕГОВА, д-р с.-г. наук, академік
Національної академії аграрних наук України
Анатолій ВЛАЩУК, канд. с.-г. наук, ст. науковий співробітник
Олеся ДРОБІТ, канд. с.-г. наук
Людмила ШАПАРЬ, канд. с.-г. наук
Тетяна МАРЧЕНКО, канд. с.-г. наук, ст. науковий співробітник
Інститут зрошуваного землеробства НААН
