Способ возделывания кукурузы на зерно

Изобретение относится к сельскомухозяйству и может быть использованопри выращивании кукурузы на зерно наорошаемых земляк,Цель изобретения - получение высоких устойчивых урожаев зерна в регионах с частыми воздушными засухами,приходящимися на период цветения, приснижении расхода воды. 10На Фиг.1 представлен график ростакритической влажности посева кукурузыв Фазе 3-5 листьев в зависимости отвлажности почвы; на Фиг.2 - график.динамики влажности почвы с корнезанимаемом слое (а), критической влажности посевов (б), водопотребления(в), листового индекса (г), цветенияметелки (д) при известном (1) и предлагаемом (2) способе выращивания куку рузы на зерно, на фиг.З - зависимостькритической влажности двух посевовкукурузы, выращиваемых при различныхуровнях влажности почвы; прямая 1при влажности 0,8 от НВ, прямая 2 -нри влажности 0,6 от НВ.Согласно предлагаемому способу выращивания кукурузы на зерно орошениеосуществляют с соблюдением заданногорежима почвы, при этом в период отпроведения сева до появления 7-8 листьев влажность почвы поддерживают науровне критической и допускают кратковременное ее снижение на 10-15% ниже критической (в условиях водного35дефицита) в силу эасухоустойчивостикультуры и отсутствия необходимостиее кущения. Более глубокий дефицит ведет к.значительному отстаиванию роста и снижению фотосинтетического потенциала на последующих фазах развития. В этом состоит одно из отличийпредлагаемого способа от известного.До начала 111-17 этапов органогенеза(закладки генеративных органов, фаза7-8 листьев) производят полив нормой,повышающей влажность почвы в корневой зоне до такого уровня, чтобы к началу очередного полива, приуроченногок периоду Формирования тычинок и образования пыльцы (опорогенеза, Фаза50,11-12 листьев) влажность почвы снизилась до уровня критической. Расчетполивных норм, отвечающих предлагаемому способу выращивания, находитсяпо уравнению где М - количество влаги в корнеэанимаемом слое на момент начала полива (предполивнойвлагозапас), м /га;здИ - приращение влагозапасаза счет роста корней в межполивной период, м /га,ВП - суммарное водопотребле,-с,ние посева эа межполивной период, и /га;ЬС - ожидаемая разница влажностипочвы (У ) и критическойвлажности посева на конецмежполивного интервала(И ) задаваемая согласноМ2предлагаемому способу, % отНВ Ь= 1 эг 1ность почвы, % от НВ,Ь - глубина корнезанимаемого2слоя почвы на конец межполивного периода, м,НВ - средняя величина наименьшейвлагоемкости корнезанимаемого слоя почвы на конец меж-.поливного периода,иИ - значение критической влажности посева на конец межполивного интервала, % отНВ;П - поливная норма на моментм /га, или П= ЧНВ кзФ "+ ьс( Ь) уг 100 ф 1 йВ фазе 11-12 листьев производят полив нормой, обеспечивающей снижениевлажности почвы к моменту появленияметелок до критического уровня. Дваследующих полива в Фазе выметыванияметелок и начала цветения початковпроизводят такими допустимыми нормами, при которых к концу межполивногопериода влажность почвы в корневойзоне оставалась на 5-10% выше критического уровня. Более высокий уровеньвлажности ведет к заметному снижениюзасухоустойчивости и отрицательноотражается на водно-воздушном режимепочвы в корневой зоне, увеличиваетинфильтрационный поток, Далее уровеньвлажности почвы до конца молочнойспелости попЛерживается в диапазоне,обеспечивающем максимальную транспирацию. 1( концу периода налива зернавлажность почвы снккается на уровеньне ниже 40-50% от НВ для сохраненияпочатков на стеблях.Способ осуществляют следующим об-,разом.5 155481Под критической влажностью почвы М под конкретным посевом оцимартся наименьшая для дацных метеоусловий влажцость почвы, це приводящая к заметному снижению трацспирации и фото 5 синтетической продуктивности растений, В предлагаемом способе используются присущие. культурным растениям способности к пластичности формообразования, связанной с ксероморфностью листьев, формированием гибитуса как адаптивных растений на давление водного фактора.1 ля растений кукурузы характерна высокая чувствительность зависимости урожайности от дефицита влажности в критический период развития, связанная с двумя неГативными явлениями, возникающими при водном стрессе и приводящими к резкому снижению урожайности зерна. Это снижение фертильности или образование стерильной пыльцы, прекращение цветения метелки раньше выметывания нитей или подсыхание ни тей (рассогласование времен цветения метелки и початков при неблагоприятных условиях).Опыление и оплодотворение женских цветков пыльцой низкой фертиль - ности или стерильной пыльцой, а также попадание пыльцы на сухие нити пестиков ведет к череззернице и снижению урожайности, На урожайность оказывают большое влияние условия периода закладки будущих метелок и початков (фаза 7-8 листьев),35 определяющего продолжительность цветения метелки, размеры початков и число зерен в них. Повышение влажности почвы на 10-157. выше критической в наиболее чувствительные периоды репродуктивного развития растений (7-8 листьев, 11-12 листьев, цветение метелки и початков) обеспечивает исключение давления водного фактора и водных 45 стрессов, создает комфортные условия для закладки компонента структуры урожая, ведет к образованию крупных початков, большого количества высокофертильной пыльцы, увеличивает продолжительность цветения метелки, снижает возможность подсыхания нитей. Применение в критические периоды уме- ренных (строго рассчитанных по водо- потреблению, уровню критической влажности и глубине корнезанимаемого слоя) поливных норм обеспечивает не только создание комфортных условий для репродуктивного органогенеза,но и благопрятый водцо-воздушньц режим почв в корневой зоне, сцижение возможных разрушающих структуру почв процессов, снже 1 е фзческого испарения с почв, экономию воды,Это, в свою очередь, усиливает рост корневой системы, ведет к изменению габитуса растений в сторону засухоустойчцвых форм ц кссроморфцости листьев.Стратегия полива такова, что,создавая благоприятные условия для развития элементов урожая, стремятся сохранить з асухоустоцчвыл габитус растений, их ксероморфцость, сформированные ца ранних этапах вегетативного роста. А это, в свою очередь, обеспечивает возможность повышения влажности почвы в последующие ответственные периоды развития растенийза счет использования небольших поливцых норм и тем самым снижает или полностью исключает действие воздушных засух при допустимой влажности почвы.Описанная стратегия целесообразна в том смысле, что с помощью предлагаемого режима орошения формируется такой максимальный фотосинтетический потенциал, которыГ в наибольшей степени реализуется в урожае зерна, Некоторое снижение величины надземной биомассы и площади листьев компенсируется улучшением радиационного режима посевов, увеличением эффективности и продолжительности работы фотосинтетического аппарата растений, Тем самьи достигается более полное использование элементов минерального литания и влаги на единицу продукции, более равномерное использование влагозапаса почвы, При этом оросительная норма распределяется на вегетационцьп рост, формирование фотосинтетического потенциала и формирование репродуктивных органов и налив зерна таким образом, что вклады каждой части в величину урожайности (по степени влияния) оказываются равными. В этом случае как в математическом, так и в содержательном биологическом смысле режим орошения оказывается оптимальным при заданном ресурсе оросительной воды (для конкретных почвенно- климатических условий выращивания).На фиг.1 представлена динамика из-, менения величины критической влажности посева кукурузы в фазе 3-5 листьев при постоянной напряженнности метеусловий (постоянной испаряемости) иразличных уровнях влажности почвы. Наблюдаемый эффект лрогрессирующей скорости роста критической влажности в зависимости от величины разнос 5влажности почвы и критической влажности свидетельствуют о важности роли предполивкой влажности в процессе формирования засухоустойчивого габитуса и ксероморфности листьев. На фиг,2 отражены основные этапы органогекеза кукурузы, показана динамика влажности почвы при известном и предлагаемом способах выращивания (1 а, 2 а), динамика критической влажности посевов (1 б, 2 б),динамика водопотребления культуры эа вегетационный период, динамика нарастания площади листьей (1 г, 2 г) и продолжительности цветения метелки (1 д, 2 д) при известном и предлагаемом способах соответственно. На фиг,3 показана зависимость критической влажности двух посевов кукурузы, выращенных при различных уровнях под держания. влажности почвы, от испаряемости.П р и м е р. В полевых условиях степи, для которой характерны частые воздушные засухи (суховеи), возкикаю щие именно в период цветения кукурузы и приводящие к значительному снижению урожайности этой культуры, были проведены опыты по влиянию различных режимов орошения на формирование уро жая зерна кукурузы. На основании проведекных исследований были построены кривые динамики роста культуры и параметров посевов, представленные на фиг.2 и 3. 40Так, например, кривая 1 б наглядно показывает, что в период опыления и образования завязей (наиболее напряженный по метеусловиям период) при известном Режиме орошения (посев 1) 45 растения оказываются в состоянии выраженного водного стресса, Это приводит к череэзернице, мелкозернице и в конечном итоге снижает урожайность. В дни с высокой температурой воздуха и низкой влажностью в период цветения отмечалось подвядание верхних листьев. их сворачивание, имело место подсыхание концов нитей початков. Состояние депрессии наблюдалось и позднее - в период налива зерна.Посев, выращенный по предлагаемому способу (посев 2), имел проявление ксероморфной структуры: укороченные стебли, меньшие размеры листьев, меньший спад и пожелтение, Посев 1 имелболее высокую начальную скорость роста стеблей и листьев, но к фазе 15листьев наблюдалось заметное снижениескорости роста надземной части и регистрировались продолжительные состояния депрессии (перегрев культуры)в полуденные часы, в то время как по-,сев 2, выращиваемый по предлагаемомуспособу, имел лишь слабые проявлениятаковой,В таблице представлено сравнение характеристик и элементов структуры урожаев посевов кукурузы при известном и предлагаемом способах.Учитывая водопотреблекие по фазам, а также регистрируя уровень критической влажности посева и фазы развития, выдерживался режим орошения в жесткой привязке к срокам развития в соответствии со схемой: начало появления 7-8 листьев 350 м /га, 11-129 листьев 400 м /га; перед выметывани 3ем метелки 650 м /га; перед выметывазкием нитей 700 м /га; в период налива зерна - три полива 500, 400 и 300 м /га. При этом предполивная влаж 3ность почвы в корневой зоне изменялась соответственно: 50,55,70,75,5 и 70 от НВ", глубина основной массы корней составляли: 40,55,70, 100; 130, 150 и 170 см соответственно. Следует отметить, что первый полив был проведен на 3-ч дня раньше, т.е. в фазе 5-7 листьев. Необходимость в поливе была вызвана устойчивым повышением критической влажности на 10 из-за повыше ния напряженности метеоусловий,Для создания влажности в корневой зоне, требующейся по известной схеме орошения, т,е, поддержания предполивной влажности на уровне 70 и 80 от НВ, потребовалось 4000 м оросительной воды, которая распределялась по поливам спедующим образом: 500,600, 700, 700, 600, 500 и 400 и /га. Увеличение расхода связако как с несколько большим испарением культурой, так и увеличением инфильтрации,Для расчета поливных норм и прогнозирования состояния посевов использовали соотношение, предложенное Будаговским, связывающее значение критической влажности с испаряемостью - характеристикой напряженности метеоусловий:1 фь+ 1 Ео здержания жизнедеятельности, также ведут к большей эффективности использования фотосинтетического потенциала, использования ресурсов воды, минерального питания.Критическая влажность посева может быть определена с помощью теплобалансовых методов или путем измерения температурных градиентов в посеве, 10 а также расчетными методами по динамическим моделям агроценозов.Требуемый режим орошения можыт быть осуществлен высокопроизводительными дождевальными машинами, позволяю1 цими за короткие временные промежутки производить поливы необходимыми нормами еИспользование предлагаемого спосо ба возделывания кукурузы на зерно обеспечивает возможность получения устойчивого урожая зерна кукурузы в регионах с частыми воздушными засухами, повьппение урожайности зерна кукурузы в острозасушливые годы, устойчивости к полеганию, эффективности использования воды на производство единицы продукции, а также возможность получения высоких урожаев при дефиците 30 водных ресурсов, Экономия оросительной воды увеличивается на 10-207.Формула и э о б р е т е н и я351, Способ возделывания кукурузы на зерно, включающий орошение с соблюдением заданного режима влажности почвы, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что с целью получения высоких устой чивых урожаев зерна в регионах с частыми воздушными засухами, приходящимися на период цветения при снижении расхода воды в период от сева до фазы появления 7-8 листьев влажность почвы 45 поддерживают на уровне критической, затем производят четыре полива по фазам не позднее начала появления 7-8 листьев, 11-12 листьев, до начала цветения с момента появления метелок и до начала цветения початков с момента появления нитей, нормами, расчитываемыми по формуле н Ч;,+Д;П = Ч НВ Ь (" - ) - И -ЬИ1 ОО1+где П", - искомая поливная норма1м/га очередного 1-го полива;1 - номер полива = 1,2,3,4,фНВ - средняя наименьшая влагоем(+1кость слоя почвы, занятогокорнями к концу межполивного интервала, м /т,17 - объемная масса почвы,т/га м,И - влагозапасы в корневой зоне на момент начала полива,м /га;ЬИ - приращение влагозапаса за(Ф 1счет роста корней в межполивной период, м га,3Ь, - глубина корнезанимаемогослоя почвы на конец межполивногопериода, м,КУ - критическая влажность поч 1+ 1вы на момент следующего(1+1)-го полива, 7. от НВ,ВП, , - водопотребления культуры эапериод от д-го полива до(д+1)-го полива, м /га;3б, - задаваемая величина порогапредполивной влажности относительно критической влажности, 7. от НВ,при этом значения О; задают в диапазонах: - 10 - д, .-5; - 10Ьй;5(10,;Лъо, а четвертьпи последующйе поливы проводят эррозионно допусти".ыми, не превьппающими избыточного поверхностного и глубинного сброса,нормами, обеспечивающими максимумтранспирации ( Ь О) и согласующимисяс традиционными режимами орошения.2, Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что при наступленииострозасушливой погоды в ранние периоды развития культуры, но не ранеефазы 3 листьев допускают кратковременное превышение критической влажности над влажностью почвы на 10-157и лишь при устойчивом превьппении этойразницы осуществляют полив нормой,рассчитанной по приведенной формулесо значением д; = Ю,13 Вес ная Спо-соб Режим оронения Оросительнорма, мм Общее водопо- требление посева, им 1554818 Отнощение надземной массык корняи вЛазецвете"ния Вес1000зерен,г УРО- юайность,ц/га зернас одного растения, г Расход ПОЛИВНой ВО ды наединицууроаая,им/ц1554818 88 дыю Ю 7амйае Фя 8- Ф Ивпеа лвш иаецуФиг.8 718 74 УЮО ВЮ 66 й Пй ясяь сщдКЯь ЮРМСЮЬ СоставитеТехред А Квардаковчук орректор С,ШекиаР актор Н.Яцола аказНИИПИ сударственного 113035, изобретениРаушская оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1 йЪ Тираж омитета и Москва, Ж Подписноеи открытиям при ГКНТ СССРб., д. 4/5