УДК 633.1 НАУЧНО ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ЖУРНАЛ КОРМОПРОИЗВОДСТВО
Результаты внедрения «зерновой» технологии возделывания
кукурузы на Среднем Урале
Н. Н. Зезин, доктор сельскохозяйственных наук
Место работы: Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Уральский научно-исследовательский институт сельского хозяйства»
Адрес электронной почты автора: nikitazezin@yandex.ru
Аннотация. В конце 50-х годов ХХ века на Урале были районированы раннеспелые сорта и гибриды кукурузы с продолжительностью периода: «всходы – восковая спелость» 95-100 дней. Однако из-за отсутствия их семеноводства они не получили широкого распространения. Вместо них очень быстро увеличились площади позднеспелых сортов и гибридов – до 150-180 тыс. га. Они отличались низким содержанием сухого вещества, что приводило к получению некачественного силоса и к постепенному уменьшению посевных площадей. К 2008 году они сократились до 3,1 тыс. га.
В 2008 году в ФГБНУ «Уральский НИИСХ» возобновились исследования по подбору адаптированных для региона Среднего Урала раннеспелых гибридов и разработке «зерновой» технологии их возделывания. Исследования проводились в течение 10 различных по погодным условиям лет (2008-2017 гг.). Наибольший сбор сухого вещества (10-12 т/га) с его содержанием в зелёной массе 25-30 % во все годы обеспечивали гибриды с ФАО 120-140 (Кубанский 101 СВ, Росс 130 СВ, Обский 140 СВ).
Лучшие результаты по качеству кукурузной массы (10-10,5 МДж/кг СВ, 25-28 % крахмала в сухом веществе) получены в 6 лет из 10, наиболее благоприятных по теплообеспеченности генеративного периода (от цветения до середины восковой спелости), в течение которого сумма положительных температур составила в среднем 1162оС.
Для гарантированного ежегодного получения высоких урожаев сухого вещества с початками молочно-восковой спелости зерна необходимо максимально использовать все возможные ресурсы тепла за счет ранних сроков посева (I-II декады мая), уборка во II декаде сентября, обязательного размещения кукурузы на участках с южной экспозицией, проведена профилированная поверхность почвы (гряды, гребни, подокучивание).
Ключевые слова: кукуруза, гибрид, сумма положительных температур, сухое вещество, крахмал, обменная энергия.
С началом периода возделывания кукурузы на Урале были начаты поисковые исследования, связанные с экологическим испытанием адаптированных для региона сортов и гибридов (Манокина Н.Н., 1962; Сикорский И.А., 1967; Хромова Г.К., 1968 и др.). Было установлено, что в условиях Урала целесообразно выращивать сорта и гибриды с продолжительностью периода: «всходы – восковая спелость» 95-100 дней, обеспечивающие высокие урожаи сухой массы с початками молочно-восковой и восковой спелости зерна.
Зезин Н.Н., Панфилов А.Э., Казакова Н.И. и др. (2017) отмечают, что к концу 50-х годов XX века в регионе были районированы раннеспелые сорта Воронежская 76, Воронежская 80, Первомайская, гибрид Буковинский 2 и др. Авторы констатируют, что развернуть семеноводство адаптированных на Урале раннеспелых сортов и гибридов фактически не удалось из-за низкой потенциальной урожайности их в южных регионах России.
Между тем, в хозяйствах широко внедрялась механизированная технология возделывания кукурузы, основные параметры которой заключались в квадратно-гнездовом посеве механическими сеялками, использовании преимущественно органических удобрений на небольшой части посевов, в агротехнических мерах борьбы с сорняками – боронованиях до и после всходов, междурядных обработках в двух направлениях. На удобренном органикой фоне урожайность зелёной массы иногда достигала 50-70 т/га при крайне низком содержании сухого вещества (12-14 %) и протеина (6-8 %). Рекомендации, как, по введению в кукурузный силос карбамида, аммиачной воды, диаммоний-фосфата, соломы, так и по совместным посевам кукурузы с бобовыми растениями оказались трудно реализуемыми по организационным и технологическим причинам (Романов Г.А., 2009).
Однако площади посева кукурузы быстро расширялись. По данным Летунова И.И., Васильева М.Д. (1962) в 1958 г. кукуруза занимала в структуре посевных площадей Свердловской области 7,9 %, а в последующие 3 года возросла до 10-12 % и достигала до 150-180 тыс. га.
В погоне за урожайностью зелёной массы, в первую очередь, возделывались позднеспелые сорта и гибриды (Стерлинг, Лиминг и др.). В результате с середины 1970-х годов рост урожайности сопровождался довольно устойчивым снижением качества продукции. Отдельные хозяйства стали отказываться от возделывания кукурузы. По сообщению Мамяченкова В.Н. (2009), площадь кукурузы в Свердловской области в 1960 г. составила 161 тыс. га, в 1970 г. – 115, в 1980 г. – 101 тыс. га.
К 2006 г. площадь кукурузы на Среднем Урале сократилась до 5,7 тыс. га, 2007 г. – до 3,4 тыс. га и в 2008 г. она составила лишь 3,1 тыс. га. В эти годы средний удой на корову в Свердловской области колебался от 4,1 до 4,2 тыс. кг молока.
Передовые хозяйства к этому времени достигли молочной продуктивности 5-6 тыс. кг и остро нуждались в совершенствовании кормовой базы, направленной на увеличение доли высокоэнергетических кормов, в том числе кормов из кукурузы с высоким содержанием початков в фазе молочно-восковой спелости зерна. А именно зерно этой культуры отличается высоким содержанием обменной энергии, крахмала и жира.
К моменту резкого уменьшения площадей посева кукурузы в ФГБНУ «Уральский НИИСХ» с 2008 года – были возобновлены исследования по кукурузе (Зезин Н.Н., Рыбаков Н.Г., Мымрина Л.М. и др., 2009). Испытывались ультраранние и раннеспелые гибриды селекции: ВНИИ кукурузы, НПО «КОС-Маис», Краснодарского НИИСХ.
Основная задача, которая решалась в ходе исследований, заключалась в повышении и стабилизации качества силоса на фоне дефицитных ресурсов тепла, для чего в различных погодных условиях изучался химический состав сухой массы и зерна различных по скороспелости гибридов кукурузы (Зезин Н.Н., Мингалёв С.К., Намятов М.А. и др., 2012; Зезин Н.Н., Намятов М.А., Шестаков П.А. и др., 2012, 2013; Кравченко В.В., 2015). Особое внимание было уделено оптимальным срокам посева, нормам высева и срокам уборки кукурузы с учётом их влияния на питательность корма.
С 2014 года начаты исследования по эффективности новых гербицидов кросс-спектра, координируемые с Институтом агроэкологии – филиала ФГБОУ ВО Южно-Уральский государственный аграрный университет (Зезин Н.Н., Скутина Л.С., Панфилов А.Э., Казакова Н.И., 2017).
Параллельно с расширением и углублением научных исследований, производственных испытаний скороспелых гибридов, институтом ежегодно проводились семинары, совещания, Дни поля на базе ФГБНУ «Уральский НИИСХ». Созданный в 2008 году НП «Союз семеноводов Урала» способствовал увеличению поставок в Свердловскую область семян гибридов с ФАО 120-150 (Обский 140 СВ, Росс 130 СВ, Кубанский 101 СВ, Машук 150 МВ). К 2015 году на долю гибрида Обский 140 СВ приходилось 70,5 %, посевных площадей кукурузы, которая в целом составила – 20,2 тыс. га (Зезин Н.Н., Панфилов А.Э., Казакова Н.И. и др., 2017) (таблица 1).
Таблица 1 – Посевные площади кукурузы в Свердловской области в 2008-2017 гг.
Год |
Площадь посева кукурузы, тыс. га |
Прибавка к 2008 г. |
|
тыс. га |
% |
||
2008 |
3,09 |
- |
- |
2009 |
4,26 |
1,17 |
37,9 |
2010 |
5,62 |
2,53 |
81,9 |
2011 |
8,68 |
5,59 |
180,9 |
2012 |
9,80 |
6,71 |
217,2 |
2013 |
15,37 |
12,28 |
397,4 |
2014 |
19,39 |
16,30 |
527,5 |
2015 |
20,20 |
17,11 |
553,7 |
2016 |
19,30 |
16,21 |
524,6 |
2017 |
21,04 |
17,95 |
580,9 |
Необходимо подчеркнуть, что научные исследования, производственные испытания и широкое внедрение «зерновой» технологии возделывания кукурузы проходили в различные по погодным условиям годы (таблица 2). По сумме положительных температур периода «май-сентябрь» годы условно разделили на три группы: благоприятные (2402оС), относительно благоприятные (2219оС) и близкие к среднемноголетним (2109оС). Оказалось, что в первой группе ГТК был равен 1,06; во второй – 1,25 и в третьей группе годы с ГТК 1,80 были переувлажнёнными.
Из таблицы 1 видно, что после благоприятного и очень тёплого 2010 года, когда кукуруза сформировала высокий урожай сухого вещества и крахмала, площадь её посева на следующий 2011 год увеличилась на 3,06 тыс. га или 54,4 %, после тёплого 2012 года она возросла в 2013 году ещё на 5,57 тыс. га или 56,8 %. А после годов с холодным периодом «май-сентябрь» (2014-2015 гг.) посевная площадь кукурузы не увеличивалась и стабилизировалась на уровне 19-21 тыс. га.
Таблица 2 – Характеристика погодных условий периода «май-сентябрь», 2008-2017 гг. (Метеостанция «Исток», г. Екатеринбург)
Годы |
Сумма положительных температур, оС |
Среднесуточная температура, оС |
Сумма осадков, мм |
ГТК |
|
Благоприятные |
2010 |
2355 |
15,4 |
270 |
1,15 |
2012 |
2431 |
15,9 |
302 |
1,24 |
|
2016 |
2420 |
15,8 |
197 |
0,81 |
|
Среднее |
2402 |
15,7 |
256 |
1,06 |
|
Относительно благоприятные |
2011 |
2205 |
14,4 |
281 |
1,27 |
2013 |
2233 |
14,6 |
274 |
1,22 |
|
Среднее |
2219 |
14,5 |
278 |
1,25 |
|
Близкие к среднемноголетним |
2008 |
2111 |
13,8 |
386 |
1,83 |
2009 |
2145 |
14,0 |
342 |
1,63 |
|
2014 |
2050 |
13,4 |
388 |
1,89 |
|
2015 |
2108 |
13,8 |
450 |
2,13 |
|
2017 |
2130 |
13,9 |
329 |
1,54 |
|
Среднее |
2109 |
13,8 |
379 |
1,80 |
|
Среднемноголетние значения |
2042 |
13,3 |
320 |
1,57 |
Таким образом, подтверждается вывод А.Э. Панфилова (2004), что на Урале температура в большей степени, чем осадки, определяет распространение культуры кукурузы.
Зезин Н.Н., Панфилов А.Э., Казакова Н.И. и др. (2017) в монографии «Кукуруза на Урале» утверждают, что более значимым лимитирующим фактором является температурный режим в генеративный период (от цветения до середины восковой спелости).
Как правило, этот период на Среднем Урале начинается во второй декаде июля и заканчивается во второй декаде сентября. Анализ показал, что по сумме положительных температур в «генеративный период» можно отнести к благоприятным 6 лет из 10 (таблица 3). Они отличались от остальных лет повышенной среднесуточной температурой (16,1оС против 14,0оС) и не были излишне увлажнёнными (ГТК 1,08 и 2,15).
Исследования показали, что в благоприятные по теплообеспеченности годы, особенно в «генеративный период», гибриды кукурузы с ФАО 120-150 обеспечивают высокий сбор листостебельной массы с початками в фазе молочно-восковой и восковой спелости зерна, а также высокое содержание и сбор питательных веществ.
Таблица 3 – Характеристика погодных условий периода с 11 июля по 20 сентября (72 дня), 2008-2017 гг. (Метеостанция «Исток»)
Годы |
Сумма положительных температур, оС |
Среднесуточная температура, оС |
Сумма осадков, мм |
ГТК |
|
Благоприятные |
2010 |
1145 |
15,9 |
156,7 |
1,37 |
2011 |
1111 |
15,4 |
83,7 |
0,75 |
|
2012 |
1156 |
16,0 |
167,4 |
1,45 |
|
2013 |
1123 |
15,6 |
113,5 |
1,01 |
|
2016 |
1265 |
17,6 |
123,9 |
0,98 |
|
2017 |
1169 |
16,2 |
105,0 |
0,90 |
|
Среднее |
1162 |
16,1 |
125,0 |
1,08 |
|
Близкие к среднемноголетним |
2008 |
1089 |
15,1 |
232,9 |
2,14 |
2009 |
1079 |
15,0 |
182,7 |
1,69 |
|
2014 |
920 |
12,8 |
223,6 |
2,43 |
|
2015 |
932 |
12,9 |
224,0 |
2,40 |
|
Среднее |
1005 |
14,0 |
215,8 |
2,15 |
|
Среднемноголетние значения |
1014 |
14,1 |
165,0 |
1,63 |
Так, в 2010 году (при посеве 16 мая, уборке 16 сентября) содержание сухого вещества в зелёной массе составило у гибридов Обский 140 СВ – 40,4 %; Кубанский 101 СВ – 41,8 %, при сборе сухого вещества соответственно 15,1 и 10,5 т/га. Даже в этом, благоприятном по теплообеспеченности году, содержание и сбор крахмала зависели от скороспелости гибрида, срока посева и срока уборки (таблица 4). Гибрид Обский 140 СВ обеспечил наибольший сбор крахмала при посеве 15 мая и уборке 7 сентября (4,61 т/га) при оптимальном содержании сухого вещества (28,8 %). У гибрида Кубанский 101 СВ наилучшие показатели отмечены при посеве 25 мая и уборке 7 сентября – соответственно (3,59 т/га и 31,7 %).
Последующие исследования (2011-2013 гг.) показали, что содержание крахмала в зерне гибрида Обский 140 СВ достигало наибольшей величины при посеве пятого – двенадцатого мая (75,7-72,0 %) и снижалось при поздних сроках посева – 19.05-26.05 (69,3-64,4 %).
Таблица 4 – Содержание сухого вещества и сбор крахмала в зависимости от срока посева и уборки гибридов кукурузы, 2010 г.
Гибрид |
Срок посева |
Срок уборки |
|||
19.08 |
07.09 |
||||
% СВ |
т/га |
% СВ |
т/га |
||
Кубанский 101 СВ |
05.05 |
35,0 |
2,83 |
40,4 |
3,36 |
15.05 |
27,1 |
2,49 |
30,1 |
2,95 |
|
25.05 |
24,2 |
2,28 |
31,7 |
3,59 |
|
Среднее |
28,4 |
2,53 |
33,7 |
3,30 |
|
Обский 140 СВ |
05.05 |
32,9 |
2,78 |
36,3 |
3,56 |
15.05 |
29,2 |
2,65 |
28,8 |
4,61 |
|
25.05 |
16,8 |
1,24 |
22,7 |
3,32 |
|
Среднее |
18,3 |
2,22 |
28,4 |
3,83 |
Высокие требования кукурузы к ресурсам тепла делают необходимым не только ранние сроки посева, но и заставляют оптимизировать сроки уборки в зависимости от выбранного гибрида.
В среднем за три года исследований содержание сухого вещества более 25 % (технологический минимум) при выращивании гибридов Кубанский 101 СВ и Обский 140 СВ достигалось к середине августа, а у гибридов Катерина СВ и Росс 140 СВ – почти на месяц позднее (таблица 5).
Содержание сухого вещества было наименьшим в 2011 году, который, как было показано в таблице 3, отличается самой низкой из 6 благоприятных лет среднесуточной температурой в «генеративный период». В этом году содержание сухого вещества более 25 % у гибрида Кубанский 101 СВ отмечено только к концу августа, у гибрида Обский 140 СВ – не раньше первой декады сентября, а у более позднеспелых гибридов – в третьей декаде сентября.
В благоприятном 2016 году, когда сумма положительных температур в «генеративный период» оказалась наибольшей из 6 «благоприятных» лет (1265оС), содержание сухого вещества в зелёной массе (52,0 %), его сбор с 1 га (16,8 т) и выход с 1 га крахмала (5,2 т) превысило соответствующий уровень отмеченных показателей 2010 года.
Таблица 5 – Влияние сроков уборки на содержание сухого вещества в зелёной массе различных по скороспелости гибридов кукурузы, % (2011-2013 гг.)
<td width="90" valign="t
Гибрид |
Срок уборки |
|||
16.08 |
30.08 |
13.09 |
28.09 |
|
2011 год |
||||
Кубанский 101 СВ |
23,3 |
28,1 |
34,0 |
39,3 |
Обский 140 СВ |
20,3 |
23,0 |
28,5 |
32,2 |
Катерина СВ |
18,4 |
19,2 |
23,3 |
27,5 |
Росс 140 СВ |
17,1 |
17,9 |
21,4 |
24,9 |
2012 год |
||||
Кубанский 101 СВ |
34,9 |
39,3 |
42,9 |
50,1 |
Обский 140 СВ |
28,9 |
31,1 |
35,2 |
44,5 |
Катерина СВ |
25,0 |
26,5 |
30,9 |
36,7 |
Росс 140 СВ |
22,5 |
23,3 |
29,5 |
34,5 |
2013 год |
||||
Кубанский 101 СВ |