ФОРМИРОВАНИЕ АССИМИЛЯЦИОННОЙ ПОВЕРХНОСТИ И УРОЖАЙНОСТЬ ЗЕЛЕНОЙ МАССЫ ГИБРИДОВ КУКУРУЗЫ РОССИЙСКОЙ СЕЛЕКЦИИ В УСЛОВИЯХ РЕСПУБЛИКИ ТЫВА
ФОРМИРОВАНИЕ АССИМИЛЯЦИОННОЙ ПОВЕРХНОСТИ И УРОЖАЙНОСТЬ ЗЕЛЕНОЙ МАССЫ ГИБРИДОВ КУКУРУЗЫ РОССИЙСКОЙ СЕЛЕКЦИИ В УСЛОВИЯХ РЕСПУБЛИКИ ТЫВА
Аннотация
В работе представлены результаты полевого опыта по сравнительному исследованию площади листовой поверхности и урожайности зеленой массы гибридов кукурузы и гибридной популяции российской селекции в условиях лесостепной зоны Республики Тыва на темно-каштановых легкосуглинистых почвах. Изучались гибриды Росс 140 св, КС 178 св, Росс 199 мв, Росс 130 мв, КР 194 мв и гибридная популяция Российская 2 в качестве стандарта был принят гибрид Корифей. Закладка опыта, фенологические наблюдения, учеты и анализы проводились по методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. Показано, что гибриды Краснодарской селекции, за исключением гибрида КС 178, достоверно превышали стандарт по площади ассимиляционной поверхности и урожайности зеленой массы. В относительно засушливом 2022 году урожайность зеленой массы кукурузы по вариантам опыта составила 45,2÷54,6 т/га, в относительно благоприятном 2023 году – 51,2÷74,9 т/га. Между урожайностью зеленой массы кукурузы и площадью ассимиляционной поверхности растений отмечена прямая тесная корреляционные связи (r = 0,90). Гибриды Росс 199, Росс 130, Росс 140, КР 194 и гибридная популяция Российская 2 могут быть рекомендованы для возделывания в условиях Республики Тыва.
1. Введение
Республика Тыва расположена на юге восточной Сибири и имеет обширную территорию, составляющую 168 604 км2. Здесь преобладает горно-котловинный рельеф, который характеризуется наличием большого количества гор, занимающих 82% всей территории республики. Остальные 18% представлены равнинными участками, которые предоставляют возможность для осуществления сельскохозяйственной деятельности .
Климат Республики Тыва характеризуется континентальными особенностями: холодной, продолжительной и малоснежной зимой, прохладным летом в горах, жарким и засушливым летом в межгорных котловинах, небольшим количеством осадков и большой амплитудой температур как внутри суток, так и в разные годовые периоды. Благоприятный вегетационный период для сельскохозяйственных культур составляет 90-130 дней. По природно-климатическим условиям большая часть республики приравнивается к районам крайнего севера .
Успешное развитие животноводства в Республике Тыва зависит от комплексного решения взаимосвязанных факторов, среди которых особое место принадлежит обеспеченности животных кормами и их эффективному использованию. Однако слабая кормовая база в республике сдерживает развитие животноводства на должном уровне. Поэтому увеличение объемов производства кормов и улучшение их качества имеет большое научное и практическое значение и является приоритетным направлением развития сельского хозяйства республики. Важное место в этом может принадлежать возделыванию кукурузы, являющейся одной из наиболее высокопродуктивных кормовых культур.
Для кукурузы характерна высокая продуктивность, связанная с физиологией фотосинтеза и большой площадью листьев , , , . Большое научное и практическое значение имеют качество кормов, получаемых из кукурузы, их химический состав, переваримость, общая, белковая и энергетическая питательность . Высокий спрос на эту культуру определяет необходимость создания сортов и гибридов, пригодных к механической уборке с оптимальной высотой растений и высотой закрепления початка . При подборе гибридов и сортов любой культуры необходимо учитывать все стрессовые факторы для конкретной зоны, в том числе и водный режим. Кукуруза экономнее других растений расходует влагу . Значительный потенциал для увеличения урожайности и питательной ценности кукурузы заключается во внедрении высокопроизводительных гибридов, которые устойчивы к неблагоприятным условиям окружающей среды. Однако для наиболее полной реализации их потенциала требуется соответствующий уровень агротехники , которая должна разрабатываться в каждом отдельном регионе с учетом биологических особенностей гибридов кукурузы и почвенно-климатических условий данной местности с целью обеспечения получения высоких и устойчивых урожаев.
Целью данного исследования является сравнительное изучение урожайности зеленой массы гибридов кукурузы российской селекции, которые ранее не выращивались в условиях Республики Тыва. В число главных задач входило выявление особенностей формирования листового аппарата и определение урожайности зеленой массы гибридов и гибридной популяции кукурузы российской селекции в условиях Республики Тыва.
2. Материалы и методы
Исследования проводились в 2022-2023 гг. на опытном участке в условиях КФХ Серена Мергена, расположенного Пий-Хемском кожууне Республики Тыва. Полевой опыт заложен в соответствии с основными требованиями по методике ГСИ. Фенологические наблюдения, учеты и анализы проводились по методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. Площадь листовой поверхности растения определяли по методике, предложенной Институтом экспериментальной ботаники .
Опыты были заложены в условиях лесостепной зоны на темно-каштановых почвах легкосуглинистого гранулометрического состава. Агрохимические показатели почвы: гумус по Тюрину – 4,5%, азот по Корнфильду – 112 мг/кг, подвижный фосфор и обменный калий по Мачигину – соответственно 33 и 458 мг/100 г, рНсол – 7,4 ед.
Схема опыта включала следующие варианты:
1 вариант – гибрид Корифей (St), 2 вариант - гибридная популяция Российская 2, 3-7 варианты – гибриды Росс 140 св, КС 178 св, Росс 199 мв, Росс 130 мв и КР 194 мв. Повторность четырехкратная, размещение делянок – рендомизированное.
Предшественник - картофель. Технология подготовки почвы и уход за растениями общепринятые для зоны. Срок посева 21 мая. Схема посева 70х30. В период вегетации проводились соответствующие учеты и наблюдения. Урожайность определялась поделяночно путем взвешивания зеленой массы.
3. Результаты и обсуждение
Для обобщения результатов опыта были использованы метеорологические данные с метеостанции г. Туран (табл. 1, рис. 1, 2).
Таблица 1 - Метеорологические данные местности Туран Пий-Хемского района
Период | Температура воздуха, ℃ | Средняя температура за период, ℃ | Сумма осадков, мм | ||||
в среднем за год | max | min | летний | зимний | за год | за вегет. период | |
Ср.многолетние | -5,5 | +27,1 | -23,0 | +19,1 | -31,5 | 218 | 177 |
2022 год | -0,7 | +20,2 | -28,6 | +18,3 | -26,4 | 144 | 98 |
2023 год | 0,2 | +21,7 | -26,1 | +18,1 | -23,9 | 243 | 172 |
Примечание: 2022-2023 гг
Из таблицы 1 следует, что средняя температура в годы исследований была значительно выше средних многолетних за 1993-2023 гг. В особенности отличился в данном отношении 2023 год. В то же время средняя температура летнего периода в 2022 и 2023 годах была ниже на 0,8 и 1,0℃ соответственно.
Следует отметить, что на среднюю температуру воздуха вегетационного периода 2023 года оказала влияние температура мая месяца, которая была на 5,8℃ ниже, чем в 2022 году (рис. 1). В июне и сентябре температура воздуха была одинаковой, в июле-августе – выше в 2023 году.
По сумме осадков годы исследований оказались разные (рис. 2). В 2022 году она была на 74мм меньше нормы, а в 2023 году, наоборот, больше на 25мм. Вегетационные периоды значительно отличались по количеству осадков: в 2022 году – меньше нормы на 79 мм, в 2023 году она была на уровне нормы. Отмечено, что вегетационный период 2023 года по условиям атмосферного увлажнения также был ближе к норме.
Рисунок 1 - Среднемесячная температура воздуха за вегетационный период
Примечание: 2022-2023 гг
Рисунок 2 - Сумма осадков за 2022-2023 гг
Таблица 2 - Площадь листовой поверхности растений
Вариант | Хср±Sхср | Среднее за 2 года | |
2022 год | 2023 год | ||
Корифей (St), м2/га | 16944±925 | 21423±1365 | 19183,5 |
Российская 2, м2/га | 21171±814 | 25670±896 | 23420,5 |
Росс 140, м2/га | 16020±1412 | 25470±1389 | 20745,0 |
КС 178, м2/га | 16837±942 | 19654±1058 | 18245,5 |
Росс 199, м2/га | 18721±813 | 25170±883 | 21945,5 |
Росс 130, м2/га | 19979±1761 | 22396±2393 | 21187,5 |
КР 194, м2/га | 20367±1070 | 20811±1457 | 20589,0 |
Как в 2022, так и в 2023 годах наибольшая площадь ассимиляционной поверхности получена у растений гибридной популяции Российская 2, которая была в 1,24 и 1,19 раза больше стандарта (гибрид Корифей) соответственно по годам. В условиях более засушливого 2022 года на втором месте по данному показателю оказался гибрид КР 194, который превышал стандарт в 1,20 раза, в относительно благоприятном 2023 году – гибриды Росс 140 и Росс 199, показатели которых были на уровне гибридной популяции Российская 2. Наименьшей листовой поверхностью характеризовался гибрид КС 178, показатели которого в 2022 году были на уровне стандарта, в 2023 году – ниже в 1,09 раза.
Отмечено, что в условиях более благоприятного вегетационного периода 2023 года во всех вариантах опыта, за исключением гибрида КР 194, площадь ассимиляционной поверхности растений была в 1,12÷1,59 раза больше, чем в 2022 году. В варианте с гибридом КР 194 показатели площади листьев в течение двух лет исследований остались неизменными.
Согласно средним показателям площади листьев кукурузы за 2 года исследований, все варианты, за исключением КС 178, по площади ассимиляционной поверхности превышали стандарт. Наибольшей листовой поверхностью растений характеризовалась гибридная популяция Российская 2 (больше стандарта на 22%), наименьшей – гибрид КС 178 (меньше стандарта на 5%). Достаточно высокие показатели получены у гибридов Росс 199, Росс 130, превышающие стандарт на 10-14%. Гибриды Росс 140 и КР 194 по данному показателю занимали промежуточное положение.
Благодаря складывающимся благоприятным погодным условиям в годы исследований сформирована достаточно высокая урожайность зеленой массы кукурузы (табл. 3). В относительно засушливом 2022 году урожайность по вариантам опыта составила 45,2÷54,6 т/га. В более благоприятном 2023 году она варьировала в пределах от 51,2 до 74,9 т/га.
Таблица 3 - Урожайность зеленой массы кукурузы в 2022-2023 гг
Вариант | 2022 год | 2023 год | Средняя за 2 года |
Прибавка | |||
Урожайность | Прибавка | Урожайность | Прибавка | ||||
Корифей (St), т/га | 49,0 | - | 54,3 | - | 51.6 | - | |
Российская 2, т/га | 54,7 | 5,7 | 74,9 | 20,6 | 64,8 | 13,4 | |
Росс 140, т/га | 50,2 | 1,4 | 65,8 | 11,5 | 58,0 | 6,4 | |
КС 178, т/га | 45,1 | -3,9 | 51,2 | -3.1 | 48,1 | - 3,5 | |
Росс 199, т/га | 52,3 | 3,7 | 71,1 | 16,9 | 61,9 | 10,3 | |
Росс 130, т/га | 53,4 | 4,5 | 69,2 | 14,9 | 61,3 | 9,7 | |
КР 194, т/га | 50,9 | 1,9 | 58,8 | 4,6 | 54,9 | 3,3 | |
НСР05, т/га | - | 1,2 | - | 1,9 | - | - | |
В 2022 году в опытных вариантах, за исключением гибрида КС 178, урожайность зеленой массы превышала стандарт (гибрид Корифей) на 1,4÷5,7 т/га (НСР05=1,2 т/га). Наибольшей урожайностью отличилась гибридная популяция Российская 2, превысившая стандарт на 5,7 т/га. Урожайность гибрида КС 178 была достоверно ниже стандарта. Следует отметить, что величины урожайности тесно коррелируют с показателями площади ассимиляционной поверхности растений кукурузы (r = 0,75).
Как и в предыдущем году, в 2023 году во всех исследуемых вариантах (кроме гибрида КС 178) получена урожайность выше контроля на 4,6÷20,6 т/га при значении НСР05=1,9 т/га. Самая высокая урожайность также получена у гибридной популяции Российская 2 (74,9 т/га), наименьшая – у гибрида КС 178 (51,2 т/га). Коэффициент корреляции между урожайностью зеленой массы кукурузы и площадью листовой поверхности составил 0,79.
По данным двулетних исследований коэффициент корреляционной взаимосвязи (r) урожайности зеленой массы и показателя листовой поверхности растений кукурузы равен 0,90. О прямой зависимости урожайности кукурузы от формирования ассимиляционной поверхности было отмечено также в работе Н. А. Сидельниковой и В. В.Смирновой .
В целом, гибриды отечественной селекции, за исключением гибрида КС 178, превышали стандарт (гибрид Корифей) по урожайности зеленой массы, располагаясь в следующем убывающем ряду: Российская 2, Росс 199, Росс 130, Росс 140 и КР 194.
4. Заключение
Сравнительное исследование различных гибридов кукурузы российской селекции в условиях лесостепной зоны Республики Тыва (Пий-Хемский кожуун) на темно-каштановых легкосуглинистых почвах показало, что варианты Российская 2, Росс 199, Росс 130, Росс 140 и КР 194 формируют высокую урожайность зеленой массы, достоверно превышающую стандарт (гибрид Корифей). Данные варианты могут быть рекомендованы для возделывания в кормовых целях в условиях Республики Тыва. Наибольшей урожайностью отличилась гибридная популяция Российская 2. Гибрид КС 178 показал низкую урожайность по сравнению как со стандартом, так и с другими исследуемыми гибридами. Уровень урожайности в значительной степени определяется величиной площади ассимиляционной поверхности растений.