Кукуруза вчера, сегодня, завтра. Часть 3

 VII.  Растения в поле без конкуренции за свет, воду и питание (или оптимизация размещения кукурузы на поле).

Общая неоспоримая задача агробизнеса – эффективное использование с/х угодий при поддержании, а в перспективе, повышении плодородия почвы.

Среда обитания и поступаемые компоненты для жизни растения

Рис.32. Среда обитания и поступаемые компоненты для жизни растения.

Для рассмотрения вопроса возьмем единицу объема среды обитания, в которой начинается жизнь растения и протекают все фазы его развития и формирование урожая. Для анализа необходимо разделить объем на две части: надземную и почвенную (рис.32).

Задача по размещению растений на поле сводится к тому, чтобы растение по максимуму использовало все необходимое для продуктивного развития, как с надпочвенного объема, так и с самой почвы, не создавая конкуренции соседним растениям.












Рис.33. Сужение зоны питания растения кукурузы при увеличении густоты в ряду.

Урожайность поля зависит от потенциала отдельно взятого растения, но она зависит и от «командного» результата, т.е. от всех вместе взятых и соседствующих друг с другом растений. Вот здесь-то их распределение на поле и играет важнейшую роль.

Сегодня этот вопрос становится особенно актуальным, поскольку природный потенциал продуктивности основных с/х культур в развитых странах практически исчерпал свои генетические возможности. Специалисты объясняют такое снижение темпа роста урожайности предельной возможностью растения использовать солнечную энергию, т.е. при полном обеспечении растения всем необходимым для его развития и продуктивности ограничение оказалось в КПД фотосинтеза. Фотосинтез – главный процесс накопления биомассы. Поэтому, чрезвычайно важно распределить растения на полетак, чтобы свести к минимуму их взаимозатенение.

Настало время тщательного рассмотрения существующей агротехнологии отдельных культур и выявления не использованных ресурсов. Оптимизация размещения растений на поле относится к таким ресурсам.

Так сложилось, что необходимость борьбы с сорняками на посевах кукурузы, вначале в ручную, а в последствии механической обработкой междурядья, предопределила технологию высева семян кукурузы в ряд с расстоянием между рядами равным 70 см. Под эти условия были созданы все машины для сева, обработки и уборки кукурузы. При разной густоте сева кукурузы при таком междурядье расстояния между растениями в ряду изменяется от 28 см до 14 см (рис.33).

Ясно, что при таком размещении растений на поле, имеющийся ресурс света, воды, питательных веществ используется не в полной мере. Получается, что при таком распределении растений мы обрекаем их на взаимоконкуренцию за свет в надпочвенном объеме, и за воду, кислород, удобрения, питательные вещества их корневых систем.

В этом вопросе есть еще один важный момент, но для его пояснения необходимо рассмотреть физику теплообмена между солнечной радиацией и незатененной частью поля.

Если рассмотреть энергосистему «Солнце-Земля» без учета атмосферы, то все выглядит сравнительно просто – поток лучистой энергии от Солнца на Землю, приходящийся на 1 м2 ее поверхности по нормали к солнечным лучам равен 1330±3% Вт/м2 (рис.34). Если бы не атмосфера, то можно было бы рассчитать температуру в каждой точке Земли в зависимости от времени суток и года. Именно такие точные расчеты выполнены астрофизиками для других

Количество солнечной энергии, приходящейся на 1 кв.м. поля по нормали к солнечным лучам

Рис.34. Количество солнечной энергии, приходящейся на 1 кв.м. поля по нормали к солнечным лучам.

безатмосферных планет. А на нашей Земле, синоптики, доже при сегодняшнем мониторинге всех значимых параметров атмосферы, объединенных в единую глобальную систему обработки, не в состоянии дать надежный прогноз более чем на 10 дней.Все дело в случайных событиях, основным из которых является экранирование облачностью различных участков поверхности Земли. Облачность над лесом, одна картина теплообмена в этом месте, над морем – другая, над горами – третья и т.д. Предсказать эти случайные по времени и месту экранирования солнечных лучейневозможно. Таким образом, засухи, как и наводнения на четырех материках Земли (Антарктида не в счет) были, есть и будут.

Миллионы лет на Земле растения и животные в процессе эволюции научились защищаться от крайних проявлений засухи. В любом лесу (хвойном и лиственном) земля всегда покрыта растительными остатками с прошлого сезона. Почвенные микроорганизмы перерабатывают значительную их часть, но природа регулирует этот процесс так, что земля в обязательном порядке остается покрытой. Это оказывается очень важным моментом – природа, как бы не допускает прямого попадания солнечных лучей на открытую землю в зоне растительности.

Виды излучений по длине волны, λ, мкм.

Рис.35. Виды излучений по длине волны, λ, мкм.

Часто для объяснения какого-либо неявного, сложного физического процесса помогают простые аналоги, понятные на бытовом уровне. Применим этот прием. Человек в сауне перегревается за счет контакта с воздухом, нагретым от камней, лежащих на нагревателе. Камни нагреты, и человек кроме горячего воздуха ощущает еще и поток тепла, попадающий на его кожу как бы от невидимых лучей, идущих непосредственно на него от нагретых камней. Не как бы – а все так и есть. Потокинфракрасных лучей невидимых человеческим глазом (человек видит в узком диапазоне электромагнитных волн 0,4 – 0,8 мкм, а ик-излучения лежат в диапазоне 0,8 – 800 мкм) (рис.35) пронизывает воздух со скоростью света и нагревает тела, попадающиеся на его пути. Причем, ик-излучения способны нагревать тела в большей мере (высокая энергонесущая способность ик-волн лежит в диапазоне 40 мкм), чем более короткие и более длинные волны. Но это еще не все.

Свойства двух- и трехатомных газов по поглощению излучения

Рис.36. Свойства двух- и трехатомных газов по поглощению излучения.

Объясню следующий парадокс. Вылитый ковш холодной воды на раскаленные камни сауны охлаждает их, а испарение воды с их поверхности (по закону физики) еще более усугубляет их охлаждение, а температура при этом в сауне резко возросла. Точнее не температура воздуха, а нагрев предметов (включая человека). Объяснение этого парадокса в следующем.

Одноатомные и двухатомные газы (а именно из них состоит воздух – смесь N2 и О2) не поглощают лучистую энергию и не излучают ее, а трехатомные газы Н2О и СО2 ведут себя в лучистом потоке как твердые частичкии, будучи нагретыми (от камней каменки в нашем случае), излучают тепловой поток (рис.36).

Схема теплового баланса при междурядьях 70 и 45 см

Рис.37. Схема теплового баланса при междурядьях 70 и 45 см.

Именно поэтому человек почувствовал, что «жару добавилось» (хотя температура воздуха в сауне чуть снизилась). Как же человек (особенно завсегдатай сауны) продолжает рассказывать анекдоты соседям по пологу в среде выше 100°С (рекорд около 170°С), да все просто – активное удаление воды из организма человека, через испаряющийся пот с поверхности кожи удерживает температуру тела в допустимых пределах (тепловая энергия расходуется на разрыв связей между молекулами при переходе воды из жидкого состояния в сухой пар).

Теперь к растениям. Если солнечные лучи попадают на почву между растениями, то эти участки быстро нагреваются до температуры выше окружающего воздуха. Быстрый нагрев почвы обусловлен двумя причинами. Солнечные лучи избирательно нагревают тела в зависимости от их цвета – темные нагреваются в большей мере, нежели светлые, а, кроме того, неравномерность поверхности почвы увеличивает освещенную площадь и она, практически, не отражает солнечные лучи, т.е. по отношению к солнечным лучам почва близка к понятию «черного тела» (все лучи поглощает). Будучи нагретой от поглощенных солнечных лучей эта часть почвы излучает тепловой поток уже в диапазоне ик-волн на листья растений с нижней стороны. Вот тут, как говориться, мы природу подставили. Как известно, испарение воды с поверхности листа (транспирация) происходит через устьица листа и природа «спрятала» их от попадания прямых солнечных лучей на нижнюю сторону листа. Так вот, именно на нижнюю часть листа идет поток ик-излучений от нагретого участка почвы. Кроме того, в физике известно, что длина волны равная 9 мкм (она лежит в диапазоне ик-излучений) вызывает резонансные колебания молекул Н2О, что, в свою очередь, вызывает интенсивное испарение воды с поверхности тела. Интенсивностьтранспирации– количество испаренной воды в г за час с площади дм2, может изменяться в  зависимости от условий, в которых оказалось растение, в 10 раз (от 0,15 до 1,5 г,час/дм2). И если учесть дополнительный тепловой поток от ик-излучения молекул СО2и воды, и количество испаряемой воды с 1 га за вегетацию (пшеницы около 2 тыс.тонн, кукурузы 3,2 тыс.тонн, подсолнечника более 4 тыс.тонн), то становится понятно, какую сауну человек уготовил растению в засуху(рис.37). Чем меньше поверхность поля доступна для прямых лучей, тем легче растению перенести засуху. Борьба за выживание заставляет растения интенсивно испарять воду, так что разница температуры живого листа и мертвого при прочих равных условиях в солнечный день достигает 5-7°С. Как надо растению испарять воду, чтобы держать такую разницу? В естественной среде растение в таких условиях не оказывается.

Как было сказано, чем меньшая поверхность поля доступна для прямых солнечных лучей, тем легче растению перенести засуху. Для кукурузы это особенно значимо, ибо поток ик-излучений от перегретой почвы попадает на нижнюю часть листьев, поверхность которых у одного растения достигает 4 м2 на 1м2 поля.

Несколько слов о значимости поступающей энергии от солнца на образование и накопление биологически питательных веществ. Чем больше листовая поверхность работает как «фабрика утилизации солнечной энергии», тем мощнее растение.

Что касается низкой продуктивности при ширине междурядья 70 см, то оно легко объясняется. Растения скучены в рядах, что усиливает конкуренцию между ними за влагу, свет и питательные вещества уже в ранний период жизни, что при одинаковых факторах внешней среды сдерживает возможность повышения урожайности за счет более продуктивного использования влаги, питательных веществ и максимальной утилизации солнечной радиации.

Широкое междурядье создает благоприятные условия для развития сорной растительности. Поэтому для уничтожения сорняков необходимо проводить междурядные обработки, при которых травмируются верхние тонкие корешки, обеспечивающие использование влаги даже при незначительных осадках.

В свете всего вышесказанного, необходимо максимально помогать растению в его жизнедеятельности, что и является целью агротехнологии. Конкуренция растений за влагу(влага несет питательные вещества) начинается уже с фазы бутонизации и далее только усиливается вплоть до созревания. Оптимальное размещение растений в поле позволяет в большей мере развить корневую систему, а значит и продуктивность растения.

При равномерном размещении улучшается освещение каждого растения и повышается продуктивность фитоценоза. Что касается КПД использования солнечной радиации, т.е. уровня усвоения ФАР, то, если для большинства растений он близок к 1%, то у кукурузы этот коэффициент 3-5%. Требуется только не затенять растение.

Итак, резюме – не заставляйте растения тратить энергию на борьбу друг с другом.

Вариант размещения растений при плотности сева 50 тыс. на га

Рис.38. Вариант размещения растений при плотности сева 50 тыс. на га.

Таким образом, исходя из чисто линейных и площадных оптимизаций, можно утверждать, что при севе кукурузы, с целью получения максимального урожая, необходимо равномерно распределить растения на поле. Такое размещение позволяет обеспечить равноудаленность растений, что защитит почву от перегрева прямыми солнечными лучами, а значит уменьшит поток ик-излучения на растения от нагретой почвы и тем самым снизит потери влаги на испарение, усилит угнетение сорняков, затененных равномерно расположенными листьями, которые при этом более полно поглощают солнечную радиацию. Корневая система растений при таком их распределение пронизывает весь объем почвы между растениями. Итак, равнораспределение растений на поле позволяет эффективно использовать всю среду обитания для формирования повышенной продуктивности кукурузы (рис.38).

С огромным облегчением, развеявшим мои сомнения, нахожу у Дитера Шпаара [1] схемураспределения семян кукурузы на поле, к которой я пришел при анализе продуктивности подсолнечника в зависимости от стояния растений перед уборкой. Дитер Шпаар пишет, что прежде чем начать применение такой технологии, необходимо ответить на следующие вопросы.

·        Возможно ли ее комбинирование с имеющейся в хозяйстве уборочной техникой?

·        Есть ли возможность равномерного распределения семянв ряду?

·        Можно ли применять ленточную подкормку растений фосфором и другими удобрениями на глубину 5 см и на такое же расстояние сбоку от рядов?

·        Приведет ли это к дополнительным затратам по уходу и удобрению посева?

Таблица №7. Расчет ширины междурядий и расстояния между растениями в рядах при их равномерном размещении [1].

Число растений на 1 кв.м.

Ширина междурядий, см

28

29

30

31

32

33

34

35

Расстояния в ряду, см

7

51

49

48

46

45

43

42

41

8

45

43

42

40

39

38

37

36

9

40

38

37

36

35

34

33

32

10

36

34

33

32

31

30

29

29

Расстояния между соседними растениями, см

7

38

38

38

39

39

39

40

41

8

36

36

37

37

37

38

39

39

9

34

35

35

36

36

37

38

38

10

33

34

34

35

36

36

37

38

Поскольку, количество растений на один гектар может существенно отличаться в зависимости от конечной цели выращивания (на силос, на зерно и т.д.), то Дитер Шпаар предлагает варианты размещения растений на поле при изменении их количества на одном м2 от 7 до 10 растений. Одно обязательное условие – равнораспределенность(таблица №7).

Такой посев требует соблюдения одинаковой ширины междурядий и расстояний между семенами в рядах с их разным расположением в соседних рядах. Это возможно только со специальными сеялками точного высева.

Схема высева семян сеялкой TWIN [11]

Рис.39. Схема высева семян сеялкой TWIN [11].

Разработчики сеялок, учитывая требования агротехнологии, начинают поставлять на рынок сеялки для строгого распределения семян со смещением одного ряда относительно другого (рис.39)

Исследования продуктивности кукурузы от обеспечения основными факторами жизни (тепло, свет, вода, минеральные элементы, воздух) активно начали проводиться в СССР в середине XXвека. Это было мотивировано двумя причинами – расширением посевов под кукурузу и появлением технологии гибридизации. Сегодня, с учетом изменения климата, кукурузного «бума», наличия в реестре Украины более 600 гибридов кукурузы, продвижения ее посевов в северные и западные регионы, исследования зависимости продуктивности ее от густоты стояния на полеисключительно интересны.

К сожалению, поиски таких исследований привели к материалам анализа продуктивности кукурузы в зависимости от густоты стояния растений в ряду, поскольку они выполнены без варианта размещения их на поле при разных величинах междурядья, т.е. все они выполнены при междурядье 70 см. Тем не менее, результаты исследования А.Андриенко и М.Ромашенко (2013) [9] дают ответы по морфологии кукурузы в зависимости от густоты стояния и еще раз подтверждают, что кукуруза по продуктивности избирательна к зоне возделывания, вегетативному периоду и к способности противостоять засухе. Как и следовало ожидать, при уплотнении семян кукурузы в ряду выше оптимального, в силу ужесточения конкуренции за основные факторы жизни выход зерна с кочана снижается в 1,5-1,8 раза из-за уменьшения самого кочана и количества зерен в кочане и массы 1000 шт. семян.

Но, как известно, величина урожая определяется продуктивностью всех растений с единицы площади поля. В этой связи приведем два графика, один по влиянию густоты стояния растений на урожайность для разных по времени вегетации гибридов кукурузы (рис.40), а второй по влиянию потенциала семян гибридов и их засухоустойчивости (рис.41).

Урожайность кукурузы в зависимости от густоты стояния растений и скороспелости

Урожайность различных гибридов кукурузы в зависимости от густоты стояния перед уборкой

Рис.40. Урожайность кукурузы в зависимости от густоты стояния растений и скороспелости [9].

Рис.41. Урожайность различных гибридов кукурузы в зависимости от густоты стояния перед уборкой [9].

Анализ гистограмм, приведенных на рисунках 40 и 41 позволяет сделать следующие выводы.

1.      Примеждурядье 70 см густота сева кукурузы для раннеспелых гибридов может быть выше 80 тыс./га.

2.      Оптимальное количество растений на один гектар для среднеранних и среднеспелых гибридов (FAO 260-320) составляет 80 тыс./га.

3.      Засухоустойчивые среднеспелые гибриды также дают наивысшую урожайность при густоте стояния перед уборкой 80 тыс./га.

Еще раз оговоримся, что это при междурядье 70 см.

Рассмотрим сравнение продуктивности кукурузы при междурядье 70 см и при равно распределенном размещении растений на поле.

Как уже отмечалось, ширина междурядий для кукурузы имеет особо важное значение, ибо начальные фазы развития кукурузы протекают медленно, позднее смыкание дает возможность сорнякам беспрепятственно использовать незатененную поверхность поля для собственного развития. Так Дитер Шпаар видит преимущества сужения междурядий в следующем:

Влияние на урожайность (СМ початков) кукурузы при изменении междурядья и густоты стояния

Рис.42. Влияние на урожайность (СМ початков) кукурузы при изменении междурядья и густоты стояния [1].

-       лучшее распределение растений по площади питания;

-       более равномерное поглощение растениями питательных веществ из всего объема почвы;

-       более полное использование внесенных удобрений;

-       более раннее смыкание рядов и улучшение микроклимата в посеве;

-       пониженная эрозия почвы;

-       сокращение позднего засорения посева;

-       снижение затрат на гербициды;

-       уменьшение остаточного количества нитратов в почве после уборки;

-       повышенная устойчивость к засухе.





Урожайность зерна кукурузы в зависимости от способа сева и средств контроля сорняков

Рис.43. Урожайность зерна кукурузы в зависимости от способа сева и средств контроля сорняков [10].

Опыты в Центральной Германии (земля Тюрингия) показали, что особенно компактные низкорослые гибриды кукурузы положительно реагируют при выращивании с шириной междурядий 30 см. В этих опытах отмечалось изменение микроклимата внутри стеблестоя – повышение ночных температур на 5°С (рис.42).

Опыты были проведены на низкорослой кукурузе на силос. Увеличение массы початков (СМ) при междурядье 30 см с соответствующим равномерным распределением при севе дает основание предполагать, что при выращивании кукурузы на зерно снижение величины междурядья также приведет к повышению урожая.

Именно это подтвердили исследования выполненные Ткаличем Ю.И. и др. (2013 г.) [10]. Исследования были выполнены по трем программам.








Урожайность зерна кукурузы в зависимости от способа сева и средств контроля сорняков

Рис.44. Урожайность зерна кукурузы в зависимости от способа сева и средств контроля сорняков [10].

1.      Сравнение продуктивности кукурузы при разных вариантах распределения растений на полебез какой-либо обработки. Результаты исследования приведены на рисунке 43. как и следовало ожидать, урожайность при равно распределенном варианте размещения растений оказалась выше, чем при междурядье 70 см при равном количестве растений на гектар перед уборкой.

Это можно объяснить не только равномерностью обеспечения растений питанием, влагой и светом, но и тем, что биологическая засоренность при равномерном распределении растений на поле угнеталась растениями за счет конкуренции с сорняками прежде всего за освещенность.










Урожайность зерна кукурузы в зависимости от способа сева и средств контроля сорняков

Рис.45. Урожайность зерна кукурузы в зависимости от способа сева и средств контроля сорняков [10].

2.      Условия испытания остались такие же, как и в первом случае, но была проведена двукратная механическая междурядная обработка для уничтожения сорняков на поле с междурядьем 70 см. На поле с равно распределенным размещением растенийсорняк не удалялся. результаты испытания приведены на рисунке 44.

Результаты, приведенные на рисунке 44 убедительно показывают недополучение урожая при отсутствии контроля за сорняками.

3.      Программа третьего испытания включала механическую обработку междурядья 70 см, отсутствие механической обработки от сорняков на поле с равно распределенным размещением растений, но с обработкой обоих полей с применением гербицидов «Харнес» 2,5 л/га под предпосевную культивацию + «Диале-Супер» 1,25 л/га в фазе 3-5 листьев. Результаты испытания приведены на рисунке 45.

Результаты испытаний в этом случае убедительно доказали, что продуктивность кукурузы на зерно при равно распределении на поле, даже при отсутствии междурядной обработки и при целевой обработке гербицидами, заметно выше, чем при той же обработке гербицидами и плюс механической борьбы с сорняком при междурядье 70 см.

Приведенные результаты легко объясняются, ибо равномерное распределение солнечной энергии, влаги, воздуха, питательных веществ создают максимально продуктивную среду обитания каждому отдельному растению на поле, а оптимальная густота их стояния – мощный фактор продуктивности всего поля и надежное препятствие развитию сорняков.

В следующем разделе рассмотрим некоторые особенности агротехнологии кукурузы.

 

VIII.   Агротехнология.

Уважаемый читатель, защита растений от болезней и вредителей одна, пожалуй, из самых сложных задач агротехнологии. Успешное решение ее требует глубоких специальных знаний, умений оценивать пороги вредоносности, упреждать возможные потери урожая. Это возможно только в случае постоянного профессионального контроля за развитием растений и готовности к современной требуемой обработке.

Поскольку моя профессиональная деятельность связана с внедрением щадящей пофракционной технологии производства сильных семян, то в разделе «Агротехнология» я коснусь только тех болезней и вредителей, от которых, в какой-то мере, защищают такие положительные свойства семян, как их целостность, высокая сила роста и комплексная предпосевная обработка, включая инокуляцию микробными препаратами, защищающими корневую систему от фитопатогенов. Причина такой моей избирательности проста – возглавляемая мной команда профессионалов разрабатывает, производит и внедряет заводы именно для такой подготовки семян и их предпосевной обработки.

Равнокачественные семена высокого потенциала быстро прорастают, равномерно развиваются, что позволяет выполнять необходимые обработки растений в поле именно в требуемой фазе их развития без лишней затраты препарата.

В зависимости от степени покрытия почвы мульчей при раннем отмирании промежуточные культуры от заморозков и при последующей мягкой зиме могут появляться всходы таких сорняков, как звездчатка средняя, яснотка, ярутка, пырей ползучий и др. Их нужно уничтожать гербицидами перед посевом кукурузы. После посева с ними трудно бороться, поэтому необходимо, особенно после посева промежуточной культуры по поверхностной обработке, внести гербицид сплошного действия типа Раундап (действующее вещество - глифосат). Гербициды вносят до первой обработки почвы. После внесения гербицида сплошного действия можно отодвинуть сроки первой послевсходовой химической обработки. Если сорняков не очень много, гербицид сплошного действия применяется до появления всходов через день-два после посева, в результате чего отпадает необходимость послевсходового  опрыскивания [1].

Большую роль играет сев в оптимальные сроки. Каждые сутки опоздания с посевом от оптимального срока снижает урожайность на 1%, т.е. опоздание на неделю снижает урожайность на 7%, а задержка на две недели на 14-21%. При орошении полей такой зависимости нет.

Глубина сева зависит от крупности семян и от наличия влаги в верхнем слое почвы. Крупные зерна можно сеять глубже (6-7 см) т.к. им для набухания требуется больше влаги. Но при этом надо помнить, что для быстрого прорастания требуется хорошая аэрация почвы. В первые два месяца кукуруза растет очень медленно.

Жидкий навоз является для кукурузы исключительно ценным удобрением, но в каждом конкретном случае внесения жидкого навоза следует определить содержание в нем питательных веществ [1].

В силу медленного начального развития кукурузы, она не затеняет междурядья, что способствует активной деятельности сорняков, которые составляют конкуренцию кукурузе во влаге, питательным веществам и солнечной энергии.

Поэтому без гербицидов выращивание кукурузы является трудной задачей.

В Германии, например, обрабатывается гербицидами более 90% посевов кукурузы.

Но все равно кукуруза меньше, чем другие полевые культуры, подвержена болезням и влиянию вредителей. Причиненный ими вред во многих случаях незначителен. Поэтому, кроме протравливания, как правило, достаточно только прямых мероприятий против шведской мухи, проволочника (личинками жуков семейства щелкунов) и кукурузного мотылька. Прямые меры против болезней обычно не применяются.

Реализуя концепцию интегрирования защиты растений, необходимо создавать все условия для здорового развития посевов кукурузы. К ним относятся следующие.

·        Выбор пригодных для данного региона возделывания гибридов кукурузы.

·        Соблюдение севооборота и применение покрывных культур.

·        Использование сбалансированного минерального удобрения и его внесения, в особенности азотного, в соответствии с потребностями растений кукурузы.

·        Предпосевное протравливание семян, включая инокуляцию для повышения биологической активности почвы и антифитопатогенного потенциала.

·        Соблюдение оптимальных сроков, глубины и норм высева.

·        Высевать не травмированные сильные семена!

·        Целенаправленная химическая или биологическая борьба с болезнями и вредителями.

В специальной литературе подробно описаны вредители, наносящие существенный вред при возделывании кукурузы, мы остановимся кратко на некоторых из них.

Шведская муха.

Шведская муха (Oscinella frit L.)

Рис.46. Шведская муха (Oscinella frit L.) [1].

Для борьбы со шведской мухой необходимо вносить в почву инсектициды в форме гранул одновременно с посевом или проводить опрыскивание растений кукурузы в фазе 1-2 настоящих листьев. Часто для предотвращения распространения вредителей достаточно обработать инсектицидами только края поля, занятого кукурузой.

Но самые эффективные меры – это инкрустация и протравливание семян системными инсектицидами, которые не только защищают корневую систему молодых растений кукурузы от почвенных вредителей, но и в течении более или менее длительного периода защищают наземные части от грызущих и сосущих насекомых. Такими препаратами являются, например, «Гаучо» (имидаклоприд) или «Круйзер» (тиаметоксам).

Протравливание и инкрустация семян являются более предпочтительными методами и с экологической точки зрения, так как при их использовании контакт почвы с инсектицидами минимален.

Проволочники

Рис.47. Проволочники [1].

Проволочник.

 Известно более 20 вредоносных видов проволочников, три из них приведены на рисунке 47.

Проволочники особенно вредят посевам кукурузы в первые годы после перепашки сенокосов и пастбищ. но они могут сильно вредить и после других предшественников. Проволочники повреждают семена или их ростки еще до всходов. Нередко они повреждают стебли под землей, что ведет к отмиранию растений. В качестве профилактики против этих вредителей могут служить любые меры, содействующие быстрому росту растений кукурузы в начале вегетации [1]. Именно сильные семена, получаемые по пофракционной технологии, сокращают время прорастания семян. И обеспечивают быстрый рост проростков.





Биологическая эффективность протравливания семян кукурузы против шведской мухи (слева) и проволочников (справа) препаратом Круйзер FS 350

Рис.48. Биологическая эффективность протравливания семян кукурузы против шведской мухи (слева) и проволочников (справа) препаратом Круйзер FS 350 [1].

Экономический порог вредоносности проволочников – две особи на 1 м2. Его легко можно определить заделкой в почву на глубину 5-10 см и на расстоянии 20-25 см друг от друга долек клубней картофеля. если через одну неделю на них будет более двух проволочников на м2, то необходимо провести мероприятия по борьбе с этим вредителем.

Можно провести предпосевное опрыскивание инсектицидами с последующей мелкой заделкой или внести инсектициды в виде гранул в ряды одновременно с посевом. Но самым эффективным способом борьбы является протравливание семян инсектицидными препаратами наподобие «Гаучо», «Круйзер» и «Космос». [1]. На рисунке 48 показана эффективность препарата Круйзер FS 350 против шведской мухи и проволочника [1].

Кукурузный мотылек

Рис.49. Кукурузный мотылек [1].

Кукурузный мотылек.

Похоже, что на сегодня это самый вредоносный вредитель, по той причине, что он сдерживает переход от пахотной технологии к технологиям щадящим почвенную биоту в том числе и к технологии прямого сева.

Основная вредность кукурузного мотылька в том, что зимуя на поверхности почвы, гусеница легко переносит морозы до – 25˚С.

Известны случаи, когда агрономы отказывались от пахоты в пользу прямого сева кукурузы, а потом вынуждено возвращались к глубокой отвальной пахоте как эффективной борьбе с гусеницей этого вредителя.

Это происходило в тех хозяйствах, которые работают с кукурузой как с монокультурой.

Высокие температуры при высокой относительной влажности летом и во время яйцекладки способствуют размножению этого вредителя. В последние годы он все дальше распространяется на север. Бабочка с июня по август откладывает яйца на нижнюю поверхность листьев кукурузы. Гусеницы быстро проникают в стебли, повреждая их и початки. Кроме того, они вызывают ломку стеблей, повышенную поражаемость растений стеблевыми гнилями (фузариозами) и плесневение[1].

Так как гусеницы зимуют в стерне кукурузы, в качестве профилактики необходимо тщательно измельчать остатки растений после уборки. В Германии для обработки стерни используют специальные измельчители в добавочном рабочем проходе. Поэтому по возможности необходимо проводить измельчение соломы комбайном (оборудованным измельчителем, расположенным ниже высоты среза) или измельчение стерни (и стерню кукурузы при уборке на силос тоже, так как около 20% гусениц находятся при уборке кукурузы на силос в нижней части стебля).

К несомненным сегодняшним достижениям генной инженерии необходимо отнести успех в выведении трансгенных гибридов кукурузы, как эффективный биологический прием в борьбе с различными вредными насекомыми, в том числе и с кукурузным мотыльком.

Кукурузный жук диабротика.

Кукурузный жук диабротика

Рис.50. Кукурузный жук диабротика [1].

Кукурузный жук диабротика является карантинным объектом. В 1993г. его впервые обнаружили в Югославии. Благодаря хорошим летательным способностям этот жук быстро распространился на Венгрию и Хорватию (1995), Боснию-Герцеговину (1997), Болгарию, Словению и Италию (1996), Словакию (2000) и Украину (2001). На различных транспортных средствах он преодолевает большие расстояния и уже проник в Чехию, Австрию, Швейцарию, Францию, Бельгию, Голландию и Великобританию.

Маленький, размером 5-6 мм, с преобладающей бледной зеленовато-желтой окраской, этот жук откладывает яйца в верхнем 15-сантиметровом слое почвы. Они являютсязимующей стадией жука. Отложение личинок происходит в течении длительного периода. Личинки-маленькие, желтовато-белые, с коричневыми головными капсулами, длиной 10-8 мм. Они развиваются в корнях и на их поверхности, при этом молодые личинки питаются тонкими корешками, а личинки постарше внедряются в стержень корней. Окукливание происходит в почве.Стадия куколки длится недолго.

Основной вред причиняют личинки. Они обгрызают корни, в результате чего нарушается поглощение питательных веществ и водоснабжение растения. Кроме того, повышается опасность полегания.

Вылетающие жуки перемещаются на растение кукурузы, питаясь листьями и соцветиями. Они наиболее активны на рассвете и в сумерках.

Химическая борьба возможна путем обработки семян и применения гранулатов при посеве, причем обработка семян, как правило, из-задлительного периода от посева до массового отложения личинок (2-8 недель) не дает значительного эффекта. Химическая борьба против имаго усложняется тем, что при появлении жуков растения кукурузы уже высокие, что требует опрыскивателей и тракторов с большим клиренсом. Хорошие результаты в борьбе с кукурузным жуком дало выращивание трансгенных форм кукурузы [1] в США, например гибрида Mon 863, который обладает геном, кодирующим белок эндотоксина Bacilllus thuringiensis из почвенной бактерии.

Борьба с болезнями кукурузы

Различные вирусные заболевания местами могут вызвать серьезные потери урожая. Для предотвращения поражения этими болезнями семена перед посевом протравливают соответствующими препаратами и используют для посева только высококачественный посевной материал. Сев следует проводить при достаточно высоких температурах почвы, обеспечив хорошую аэрацию и использовав любые другие методы, которые содействуют быстрому прорастанию семян и появлению всходов. Очередной раз выходим на значимость сокращения времени всхожести, которое обеспечивается сильными семенами.

Болезни ростков и всходов вызываются различными бактериями, грибами родов Fusarium и др. При использовании посевного материала плохого качества, при посеве в холодную почву и при прохладных погодных условиях во время прорастания эти возбудители вызывают  прореживание всходов ослабленных растений и задержку ювенильного роста и развития. Самые эффективные меры борьбы с ними – использование качественного семенного материала, протравливание, тщательная подготовка семенного ложа, своевременный сев и оптимальный уровень удобрения.

Корневые и стеблевые гнили вызываются грибами. Разные грибы, которые  вызывают корневые и стеблевые гнили, в основном из рода Fusarium, уже на первых стадиях развития растений поражают корни и нижнюю часть стеблей. После цветения они поражают и весь стебель. Побурение сначала нижних узлов, а затем и верхних является признаком разрушения тканей.

При этом прекращается транспортировка воды, листья и стебли желтеют, початки свисают вниз и растения полегают. Потери от этой болезни приводят к резкому снижению урожайности кукурузы и ухудшению качества силоса. Как правило, раннеспелые гибриды поражаются сильнее. Гибриды ремонтантного типа поражаются меньше. Возбудители рода Fusarium образуют опасные микотоксины, которые приводят к тяжелым заболеваниям людей и животных при употреблении в пищу инфицированного зерна. Зараженная кукуруза – основной источник поражения пшеницы колосовыми фузариозами.

Пузырчатая головня. Споры пузырчатой головни распространяются ветром, осадками и насекомыми и вызывают инфекцию у поврежденных растений кукурузы. На стеблях и початках образуются серебристо-серые пузыри, которые затем в большем количестве выпускают споры. Первичная инфекция происходит из почвы или от растительных остатков.Споры могут инфицировать растения только в местах их повреждения, вызванных насекомыми, птицами, градом или механической обработкой. Урожай пораженный этим заболеванием растений кукурузы снижается наполовину. Профилактика пузырчатой головни заключается в предохранении растений от любых возможных поражений. Основные мероприятия – это инкрустация семян, сбалансированное внесение удобрений, не слишком густые посевы и все то, что способствует быстрому развитию кукурузы в ранние фазы вегетации(сильные семена).

Пыльная головня (Sphacelotheca reiliana(Kühn) Clint). В последние годы это заболевание все шире распространяется в странах Европы. Пыльной головней поражаются метелки и початки. Початки утолщаются в виде груши и имеют мягкую консистенцию. Поражение грибком вызывает в растениях большие потери энергии. В целом потенциальные потери от этого гриба значительно больше, чем от пузырчатой головни.

Главным источником инфекции являются споры в почве, которые сохраняют свою жизнеспособность до пяти лет. При прорастании семян кукурузы гриб внедряется в растение через корни и колеоптили в основном до фазы 7-8 листьев. Его активность повышается при более высоких температурах почвы. Уплотнение почвы и засуха также способствует развитию инфекции. При помощи химической обработки семян и внесения гранулятов препарата Атоут 10 (флутриафол), с нормой внесения 0,7 мг/пог.м посевного ряда в почву эту инфекцию можно подавить. В таблице №8 приведены стадии прорастания семян кукурузы (код ВВСН), в процессе которых предпосевная обработка практически полностью защищает проростки от болезней и вредителей.

  

Таблица №8. Стадии прорастания семян кукурузы (код ВВСН)

Микростадия 0

Прорастание

00

Сухое семя

01

Начало набухания семян

03

Конец набухания семян>старт на прорастание

05

Зародышевый корешок вышел из семени

06

Зародышевый корешок растянут, корневые волоски и /или придаточные корни видны

07

Колеоптиль вышел из семени

09

Всходы: колеоптиль пробивает поверхность земли

Макростадия 1

Развитие листьев (главный побег)

10

1-й лист вышел из колеоптиля

11

1-й лист распустился

12

2-й лист распустился

13

3-й лист распустился

Орошаемые поля под кукурузой, это безусловная перспектива для повышения стабильно высоких урожаев при, практически, полном устранении рисков связанных с погодными условиями, прежде всего, с засухой.

Орошение позволяет сместить оптимальные границы по срокам сева на апрель, тем самым обеспечить вызревание к сентябрю и косить кукурузу при уборочной влажности не требующей досушивания.

Высокая стабильность продуктивности различных гибридов кукурузы при разных сроках сева ( орошаемая технология)

Рис.51. Высокая стабильность продуктивности различных гибридов кукурузы при разных сроках сева ( орошаемая технология) [12].

Зависимость значения уборочной влажности различных по группе спелости гибридов кукурузы при поливной технологии

Рис.52. Зависимость значения уборочной влажности различных по группе спелости гибридов кукурузы при поливной технологии [12].

Из рисунков 51 и 52 видно, что наиболее благоприятное сочетания срока сева (30 апреля), при котором получается максимально высокие урожаи и удается убрать кукурузу при влажности не требующую досушивания, для разных гибридов по спелости в диапазоне FAO от 190 до 400.

По сути, при поливальной технологии возделывания кукурузы, агроном снимает риски несвоевременного сева и уборки по влажности зерна.

Кроме этого, уборка кукурузы в сентябре, позволяет подготовить поле после неё к высеву какой-либо озимой культуры, но главное преимущество – это стабильность высокого урожая. Что же касается большого срока нахождения семян в почве до прорастания (при севе до 10 апреля), то сильные семена и предпосевное протравливание и инкрустация снимает риски повреждения прорастающих семян почвенными микроорганизмами и вредителями.

Какому принципу орошения отдать предпочтение – капельному или дождевальному. Ответ можно дать с рассмотрением плюсов и минусов при сравнении обоих способов.

Дождевальное орошение позволяет обеспечить полив на больших площадях и орошать любые культуры при различных значений междурядья.

Дождевальные комплексы менее затратные, чем системы капельного орошения.

Капельное орошение позволяет снизить затраты воды по сравнению с дождевальным (по кукурузе, примерно, с 5.000 м3на га до 3.500 м3) за счет адресного подведения воды и снижения потерь воды на испарение.

Капельное орошение позволяет увлажнять корневую системы растений при разных рельефах поля, снимая угрозу водной эрозии, кроме того, сам процесс орошения возможно проводить ночью при умеренной и благоприятной (минимум испарения) температуре воздуха.

Капельное орошение позволяет экономно расходовать добавляемые к воде удобрения (КАС  и др.).

Разница в урожайности различных гибридов при капельном орошении и без него в засушливом 2012 году

Рис.53. Разница в урожайности различных гибридов при капельном орошении и без него в засушливом 2012 году [12].

В качестве примера на рисунке 53показана разница в средней урожайности 10 различных по FAO (140-450) гибридов кукурузы выращенных в 2012 году, отличающемуся длительней летней засухой в условиях юга Украины [12].

Уважаемый читатель, в целом, система орошения независимо от способа (капельное или дождевое) дорогостоящая система и окупается быстрее при оптимальном размещении растений на поле с целью устранения междувидовой  конкуренции и высеве сильных семян выравненного высокого потенциала, что обеспечивает выравненность растений и стойкость их в борьбе с сорняками, болезнями и вредителями. О сильных семенах речь пойдет в следующем материале.



26.09.2017