Влияние густоты стояния и схем размещения на структурные элементы продуктивности материнских форм гибридов кукурузы

Кукуруза, наравне с сахарным тростником, пшеницей и рисом, остается наиболее значимой сельскохозяйственной культурой, мировая площадь посева которой в 2023 году составляла 204,98 млн гектар при валовом сборе зерна 1,22 млрд тонн

Продуктивность посевов кукурузы находится в зависимости от элементов структуры урожая. Литературные данные свидетельствуют о том, что выход зерна и масса початка имеют положительную корреляционную связь с урожайностью

Установлено, что существует ряд факторов, определяющих биометрические показатели урожая зерна кукурузы, которые связаны с продуктивностью посевов. Так, общее число зерен початка зависит от климатических условий возделывания

Цель исследований – установить влияние параметров технологии выращивания семян раннеспелых (ФАО 130–180) гибридов кукурузы на элементы структуры урожая в условиях лесостепи Центрально-Черноземной зоны.

Испытания выполнены в Воронежском филиале ФГБНУ ВНИИ кукурузы в 2022–2024 годах. Объектами опытов выступали родительские компоненты гибридов кукурузы Воронежский 130 МВ (В 130 МВ), Воронежский 135 СВ (В 135 СВ), Воронежский 145 МВ (В 145 МВ), Воронежский 150 СВ (В 150 СВ) – с материнскими формами первого срока посева; Воронежский 171 СВ (В 171 СВ), Воронежский 182 МВ (В 182 МВ) – с материнскими формами второго срока посева.

Метеоусловия вегетационного периода (май–сентябрь) были контрастными по увлажнению: влажными в 2022 г. (ГТК = 1,45), достаточно увлажненными в 2023 г. (ГТК = 1,16) и сильно засушливыми в 2024 г. (ГТК = 0,48). Также отмечена различная обеспеченность теплом по годам, сумма эффективных температур выше 10°С находилась на уровне 1203°С (2022 г.), 1252°С (2023 г.), 1542°С (2024 г.), что составляло 93, 96 и 119 % от нормы соответственно.

Почва участка – чернозем выщелоченный, среднемощный, глинистый. Содержание гумуса в пахотном слое (0–20 см) около 5,1–5,4 %. Обеспеченность подвижными формами питательных веществ средняя по фосфору (Р2О5 = 80 мг/кг) и высокая по калию (К2О = 126 мг/кг). Агротехнические мероприятия – общепринятые для зоны.

Основные хозяйственно ценные признаки определяли сплошным методом, а биометрические измерения – по 10 закрепленным растениям и початкам. Размеры учетных площадей делянок составляли 16,8 и 25,2 м2 при схемах 4:2 и 6:2. Густоту посева 50 и 70 тыс./га формировали в фазу 4–5 листа, также подсчитывали перед уборкой. Размещение вариантов систематическое при 3-кратной повторности. Отцовский компонент после цветения выкашивали.

Многофакторный дисперсионного анализа с определением наименьшей существенной разности выполнен с использованием программ Micrоsoft Excel, STATISTICA.

Климатические условия в годы проведения исследований определяли (p < 0.01) формирование всех элементов структуры урожая материнских форм первого срока посева (табл. 1).

В неблагоприятном для роста и развития кукурузы 2024 году наименьшими оказались диаметр початка (3,87 см), число зерен в ряду (32 шт.) и початке (440 шт.), выход зерна (77,6%), количество початков на 100 растений (94 шт.). Напротив, лучшие значения длины початка (18,63 см), выхода зерна (80,3%) и числа початков на 100 растений (110 шт.) отмечены в благоприятном 2022 году, существенно превышающем показатели 2023 и 2024 года. 

Элементы структуры урожая также зависели (p < 0.01) от генотипических особенностей материнских форм. Родительский компонент гибрида Воронежский 150 СВ отличался лучшими показателями длины (18,91 см) и диаметра (4,29 см) початка, числа зерен в ряду (35 шт.), озерненности (525 шт.) и выхода зерна (82,5%). Наибольшее количество сформированных початков на 100 растений отмечено у материнских форм гибридов Воронежский 130 МВ (112 шт.) и Воронежский 145 МВ (107 шт.).

Схема размещения определяла формирование числа зерен в ряду початка (p = 0.034) и показателя выхода зерна (p = 0.002). Увеличение количества рядов материнской формы по отношению к отцовской приводило к ухудшению условий опыления на участке гибридизации. Вследствие этого при схеме размещения 6:2 наблюдалось существенное снижение числа зерен в ряду початка в среднем с 34 до 33 шт., а выхода зерна с 79,6 до 78,7% по сравнению со схемой 4:2.

Густота стояния растений влияла (p < 0.01) на все основные элементы структуры урожая материнских форм первого срока, кроме выхода зерна. Загущение посевов до 70 тыс./га существенно снижало длину и диаметр початка на 0,68 и 0,05 см соответственно. Такая густота способствовала увеличению количества бесплодных растений на 8,41% при сравнении с более разреженным посевом. Кроме того, загущение до 70 тыс./га приводило к меньшему количеству зерен в ряду и снижало общее число зерен початка с 479 до 458 шт.

Формирование элементов структуры урожая материнских форм второго срока посева находилось в зависимости (p < 0.01) от складывающихся погодных условий в годы проведения исследований (табл. 2).

Попарное сравнение показало, что лучшие значения длины початка (18,27 см), зерен в ряду (36 шт.) и початке (535 шт.), количества сформированных початков на 100 растений (105 шт.) отмечены в наиболее благоприятном 2022 году. Лимитированные условия 2024 года способствовали существенному снижению показателей элементов структуры урожая. При этом отмечали самые низкие значения длины (17,31 см) и диаметра (4,05 см) початка, зерен в ряду (33 шт.) и початке (463 шт.), выхода зерна (78,1%) и початков на 100 растений (84 шт.).

Генотипические особенности родительских компонентов влияли на формирование длины початка (p < 0.01), зерен в ряду (p = 0.008) и початке (p = 0.021), початков на 100 растений (p < 0.01). Различий между средними показателями диаметра початка и выхода зерна в ходе дисперсионного анализа выявлено не было. Материнская форма гибрида Воронежский 171 СВ характеризовалась существенно большими показателями длины початка (18,30 см), зерен в ряду (35 шт.) и початке (506 шт.), чем родительский компонент гибрида Воронежский 182 МВ, который при этом превосходил ее по количеству початков на 100 растений (101 шт.).

Схема размещения участвовала в формировании значений выхода зерна (p = 0.037). Существенно выше данный показатель был при соотношении рядов родительских компонентов 4:2 (80,5%) по сравнению со схемой 6:2 (79,4%).

Длина и диаметр початка, количество зерен в ряду и початке, а также число сформированных початков на 100 растений зависели от густоты посева (p < 0.01). Загущение посева с 50 до 70 тыс./га приводило к повышению уровня бесплодных растений на 5,32%. Кроме того, наблюдалось снижение длины (-0,53 см) и диаметра (-0,10 см) початка, а также зерен в ряду (-1 шт.) и початке (- 20 шт.).

По результатам исследований 2022-2024 годов установлено влияние климатических условий на элементы структуры урожая материнских форм гибридов кукурузы первого и второго срока посева. Лучшие значения длины и диаметра початка, зерен в ряду и початке, выхода зерна и количества початков на 100 растений отмечены в благоприятные для роста и развития культуры годы. Установлено, что генотипические особенности влияли на элементы структуры урожая материнских форм первого срока, но не определяли показатели диаметра початка и выхода зерна родительских компонентов второго срока посева. Выявлено, что густота стояния не оказывала существенного влияния на выход зерна. Однако, загущение посевов с 50 до 70 тыс./га уменьшало количество зерен в ряду и початке, длину и диаметр початка и повышало число бесплодных растений. Схема размещения определяла значения выхода зерна обеих групп, а также числа зерен в ряду початка материнских форм первого срока посева. Лучшие показатели признаков отмечены при соотношении материнского и отцовского компонента 4:2 по сравнению со схемой 6:2.