FORMATION OF ASSIMILATION SURFACE AND YIELD OF GREEN MASS OF MAIZE HYBRIDS OF RUSSIAN SELECTION IN CONDITIONS OF THE REPUBLIC OF TYVA
FORMATION OF ASSIMILATION SURFACE AND YIELD OF GREEN MASS OF MAIZE HYBRIDS OF RUSSIAN SELECTION IN CONDITIONS OF THE REPUBLIC OF TYVA
Abstract
The work presents the results of a field experiment on the comparative study of leaf area and green mass yield of maize hybrids and hybrid population of Russian selection in the conditions of forest-steppe zone of the Tyva Republic on dark chestnut light loamy soils. Hybrids Ross 140 cv, KS 178 cv, Ross 199 mv, Ross 130 mv, KR 194 mv and hybrid population Russian 2 were studied. Hybrid Korifei was taken as a standard. Laying of the experiment, phenological observations, records and analyses were carried out according to the methodology of the state variety testing of agricultural crops. It is shown that the hybrids of Krasnodar selection, except for hybrid KS 178, significantly exceeded the standard in the area of assimilative surface and yield of green mass. In relatively dry year 2022, the yield of green mass of maize on the variants of the experiment was 45,2÷54,6 t/ha, in relatively favourable year 2023 – 51,2÷74,9 t/ha. Between the yield of green mass of maize and the area of assimilative surface of plants, a direct close correlation (r = 0,90) was noted. Hybrids Ross 199, Ross 130, Ross 140, KR 194 and hybrid population Russian 2 can be recommended for cultivation in the conditions of the Republic of Tyva.
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.