Фотосинтетическая деятельность кукурузы в связи с листовой подкормкой органоминеральными удобрениями

Вве^ение . Кукуруза является одной из ведущих зерновых культур во всем мире, которая занимает первые места по валовому сбору зерна. Соответственно, она имеет повышенный спрос и это объясняется тем, что её отличает наиболее высокая уро^айность по сравнению с другими основными злаковыми сельскохозяйственными культурами [1-4].

Вопросы возделывания на зерно новых гибридов кукурузы различного срока созревания недостаточно разработаны и изучены в условиях ЦентральноЧерноземного региона. Поэтому для получения потенциально возмо^ной высокой уро^айности зерна початков кукурузы необходимо изучить и оценить реакцию новых гибридов в условиях региона. Так^е актуальным является изучение влияния внекорневых азотных подкормок на новые гибриды с целью получения высокой уро^айности зерна кукурузы [5-7].

Изучением возделывания новых гибридов кукурузы различного срока созревания занимались многие ученые, которые способствовали разработке ва^нейших вопросов создания современных высокопродуктивных гибридов и питания растений при возделывании в различных почвенно-климатических условиях [8-16]. Полученные ими результаты исследования относятся к разным регионам Российской Федерации, соответственно, полученные результаты не совпадают из-за особенностей почвенно-климатических условий. В условиях серых лесных почв Центрально-Черноземного региона исследования по возделыванию гибридов кукурузы на зерно не проводилось, что и определило направление исследований.

Целью иссле^ований являлось выявление влияния листовой подкормки органоминеральными удобрениями на фотосинтетическую деятельность кукурузы в условиях серых лесных почв Центрально-Черноземного региона.

Услови^, материалы и мето^ы. Полевые опыты проводились в 2017-2020 годах на опытном поле НОПЦ «Интеграция» Орловского района Орловской области. Почвы опытного поля относятся к серым лесным, среднесуглинистым. Степень насыщенности основаниями – 93%; мощность гумусового горизонта – 25-30 см, содер^ание гумуса в пахотном слое – 4,7%, подви^ного фосфора P 2 O 5 – 17 мг/100 г, обменного калия K 2 O – 9,6 мг/100 г абсолютно сухой почвы; pH cl – 5,2.

^гротехнические приемы возделывания кукурузы общепринятые в регионе для кормовых и силосных культур. Предшественник – однолетние травы. Технология основной обработки почвы – отвальная, осенью плугом ПН-4-35 трактором МТЗ-1221 на глубину пахотного слоя 22-25 см. Ранневесеннее боронование проводилось с помощью бороны БЗСС-1, а предпосевная культивация – культиватором КПН-4 на глубину 5-7 см. Опрыскивание посевов кукурузы до всходов по однолетним злаковым и двудольным сорнякам производилось препаратом ГардоГолд, КС (4,0-4,5 л/га). Посев был произведен в мае с помощью ручных агрегатов с ограничителем на глубину 6-7 см. Норма высева 70 тыс.шт./га всхо^их зерен.

Во время вегетации гибридов кукурузы проводилась химическая обработка против однолетних и многолетних сорняков препаратом Диален Супер, ВР (1,01,5 л/га), Каратэ Зеон, МКС (0,2 л/га), ^мистар Экстра, СК (0,5-1,0 л/га) в фазу 35 листьев. В фазу 6-7 листьев производили механическую ме^дурядную обработку. Уборка проводилась по делянкам в фазу полной спелости кукурузы.

Располо^ение делянок систематическое. Повторность опыта трехкратная. Посевная площадь делянок – 53,2 м2. Учетная площадь делянок – 50,4 м2.

Объектом исследований являлись 2 гибрида кукурузы различных групп спелости: Росс-140 Св и ЕС Хаббл. Предмет исследования – влияние внекорневых подкормок азотом на фотосинтетические показатели гибридов кукурузы.

Внесение внекорневых подкормок в виде комплексных органоминеральных удобренийМегамикс-N-10 и ^минокат 30% в фазу 3-4 листьев и в фазу 5-7 листьев кукурузы с нормами: 10 кг/га, 15 кг/га, 20 кг/га.

Мегамикс-N-10 – это ^идкое органоминеральное удобрение с высоким содер^анием азота, а так^е макро- и микроэлементами, такими как бор, медь, цинк, магний, ^елезо, молибден, сера, марганец.Мегамикс-N-10дополняет основное внесение азота, когда корневое питание затруднено почвенной засухой, низкой температурой, а так^е стрессами, в частности, от пестицидов, сни^ающими интенсивность питания. ^зот и микроэлементы в небольших дозировках имеют хороший стимулирующий эффект и совместимость в баковой смеси. Так^е устраняет признаки нехватки азота – хлороз, увядание, обеспечивает азотное питание в критические фазы развития культуры, стимулирует ростовые процессы. Так^е происходит повышение уро^айности в результате стимуляции ростовых процессов и продления вегетации. Препарат повышает качество уро^ая, преимущественно по содер^анию белковых веществ [17].

^минокат 30% – это ^идкое органоминеральное удобрение на основе экстракта морских водорослей с добавлением макроэлементов. Имеет высокое содер^ание аминокислот, за счет которых удобрение быстро возобновляет ^изнедеятельность культур после стрессов. ^ктивизирует физиологические и биологические процессы, стимулирует рост и развитие растений, повышает интенсивность фотосинтеза. ^минокислоты способствуют увеличению содер^ания хлорофилла в растении. Содер^ит биогенные элементы, аминокислоты и органические вещества растительного происхо^дения. ^минокислотные удобрения принимают участие в синтезе белков, выполняют ряд ва^ных функций в растительном организме, экономя энергию растений на их синтез. ^минокат 30% хорошо проявляет себя при стрессах, таких как засуха, ^ара, холод, механические повре^дения [18].

Гибрид кукурузы Росс-140 СВ. Раннеспелый трехлинейный гибрид. Направление использования гибрида – универсальное. Ф^О 150. Растение средней высоты. Початок слабоконический, средней длины, стер^ень окрашен, интенсивность окраски средняя. Зерно проме^уточное, ^елтое. Устойчивость к ю^ному гельминтоспориозу до 9 баллов. Восприимчив к бактериозу, фузариозу початков и кукурузному стеблевому мотыльку.

Гибрид кукурузы ЕС Хаббл. Среднеранний простой гибрид. Направление использования гибрида – зерновое. Ф^О 240. Растение средней высоты или высокое. Початок длинный, средней толщины, рядов зёрен среднее количество.Тип зерна кремнистый, окраска верхней части зерна оран^евая, ни^ней – оран^евая. В полевых условиях средне повре^дался стеблевым кукурузным мотыльком, фузариозом початка пора^ался средне.

Фотометрические измерения проводили по методике И.С. Шатилова и М.К. Каюмова. При этом определяли параметры листа и количество листьев [19]. Фотосинтетический потенциал посева (ФПП) определяли по методике ^.^. Ничипоровича [20]. Чистую продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) определяли по формуле Кидда [21]. Статистическая обработка уро^айных данных проводится на ПЭВМ дисперсионным методом по Б.^. Доспехову [22].

Результаты и обсуждение. В формировании урожайности сельскохозяйственных культур ведущая роль принадле^ит фотосинтезу. Фотосинтетическая деятельность взаимосвязана с размерами поверхности листовой пластины, так как лист является главным органом растения, который поглощает солнечную энергию. Поэтому одним из основных показателей фотосинтетической деятельности растений кукурузы, определяющим ее продуктивность, является величина площади листовой поверхности и ход ее формирования.

В среднем за период с 2017 по 2020 на раннеспелом гибриде Росс-140 СВ в фазу появления 5-7-го листа отмечена максимальная площадь листовой поверхности на вариантах с применением препаратов Мегамикс-N-10 и ^минокат 30% с нормой 20 кг – 18,4 тыс.м2/га. В фазу появления метелок на варианте с применением препарата Мегамикс-N-10 с нормой 20 кг/га прибавка по данному показателю составила 32,7 тыс.м2/га. При применении препарата ^минокат 30% с нормой 20 кг/га в фазу выхода нитей початка кукурузы – 30,6 тыс.м2/га и в фазу молочно-восковой спелости – 27,5 тыс.м2/га (табл. 1).

Таблица 1 – Площадь листовой поверхности гибридов кукурузы с использованием азотных подкормок в тыс.м2/га, за 2017-2020 гг.

Вариант		Гибрид	О < е	Фазы вегетации гибридов кукурузы
				5-7-й лист	появление метелок	выход нитей початка кукурузы	молочновосковая спелость
Контроль		Росс-140 СВ	150	16,8	46,8	45,6	41,9
		ЕС Хаббл	240	18,7	49,9	48,8	46,8
о Z 6 го ф	10 кг/га	Росс-140 СВ	150	17,5	48,4	46,8	44,1
		ЕС Хаббл	240	19,6	52,3	50,0	47,4
	15 кг/га	Росс-140 СВ	150	18,1	49,6	47,5	44,4
		ЕС Хаббл	240	20,4	54,7	52,2	47,5
	20кг/га	Росс-140 СВ	150	18,4	51,1	47,9	45,5
		ЕС Хаббл	240	21,3	56,7	53,0	48,5
о со н го о т S <	10кг/га	Росс-140 СВ	150	17,6	49,0	46,9	43,9
		ЕС Хаббл	240	19,6	51,6	49,7	47,4
	15 кг/га	Росс-140 СВ	150	18,0	49,9	47,8	45,4
		ЕС Хаббл	240	19,9	54,3	51,1	48,2
	20кг/га	Росс-140 СВ	150	18,4	50,7	49,0	45,9
		ЕС Хаббл	240	20,6	55,9	52,3	48,9

На среднераннем гибриде ЕС Хаббл в фазу появления 5-7-го листа максимальная площадь листьев выявлена на варианте с применением препарата Мегамикс-N-10 с нормой 20 кг – 21,3 тыс.м2/га; в фазу появления метелок данный показатель увеличился в 2,7 раза, в фазу выхода нитей початка кукурузы и в фазу молочно-восковой спелости отмечено уменьшение площади листьев на 6,6 и 14,5% соответственно по сравнению с предыдущей фазой развития растений. Это обусловлено физиологическим «затуханием» деятельности листового аппарата к концу вегетации.

В целом применение внекорневых азотных подкормок препаратами Мегамикс-N-10 и ^минокат 30% оказывает поло^ительное влияние на прирост площади листовой поверхности изучаемых гибридов кукурузы по сравнению с контрольными вариантами. Однако просле^ивается существенная разница по влиянию органоминеральных удобрений на ранне- и среднеспелый гибриды кукурузы. Так, при использовании в качестве листовой подкормки удобрения Мегамикс-N-10 в дозе 20 кг/га у раннеспелого гибрида отмечен максимальный прирост площади листьев в фазу 5-7 листа – 21,4% по сравнению с контрольным вариантом (табл. 2). К фазе появления метелок данный показатель снизился до 9,2%. У среднеспелого гибрида кукурузы приросты площади листьев выявлены более плавного характера. Равномерно происходило нарастание площади листовой поверхности в фазы 5-7 листа и появления метелок, к фазе молочновосковой спелости данный показатель снизился до 3,6%. Следовательно, раннеспелый гибрид Росс-140 СВ отличается значительной отзывчивостью на листовую азотную подкормку в начале вегетации. Именно с момента всходов до формирования 5-7 листа идет активное нарастание биомассы растений под влиянием комплексного удобрения Мегамикс-N-10.

Таблица 2 – Приросты площади листьев по фазам вегетации кукурузы в связи с использованием Мегамикс-N-10 в дозе 20 кг/га (%, в среднем за 2017-2020 гг.)

Гибрид	Ф^О	Фазы вегетации гибридов кукурузы
		5-7-й лист	появление метелок	выход нитей початка кукурузы	молочно-восковая спелость
Росс-140 СВ	150	21,4	9,2	5,0	8,6
ЕС Хаббл	240	13,9	13,6	8,6	3,6

При использовании удобрения ^минокат 30% в дозе 20 кг/га прирост площади листьев раннеспелого гибрида отмечен практически одинаковым по фазам вегетации – в пределах 7,5-9,5%, что ни^е, чем при использовании удобрения Мегамикс-N-10. Это мо^но объяснить меньшим содер^анием азота в составе удобрения ^минокат 30% (табл. 3).

Таблица 3 – Приросты площади листьев по фазам вегетации кукурузы в связи с использованием ^минокат 30%в дозе 20 кг/га (%, в среднем за 2017-2020 гг.)

Гибрид	Ф^О	Фазы вегетации гибридов кукурузы
		5-7-й лист	появление метелок	выход нитей початка кукурузы	молочно-восковая спелость
Росс-140 СВ	150	9,5	8,3	7,5	9,5
ЕС Хаббл	240	10,2	12,0	7,1	4,5

У среднеспелого гибрида кукурузы ЕС Хаббл под влиянием удобрения ^минокат 30%интенсивнее проходило нарастание листовой поверхности в фазы 5-7 листьев и появления метелок – 10,2 и 12% соответственно. К фазе молочновосковой спелости данный показатель снизился до 4,5%.

Таким образом, у раннеспелого гибрида выявлена широкая норма реакции на уровень азотного питания и формы азота, которые представлены в комплексных органоминеральных удобрениях. У среднеспелого гибрида под влиянием используемых органоминеральных удобрений в качестве листовой подкормки рост по фазам вегетации происходит более равномерно. Это мо^но объяснить их биологическими и физиологическими особенностями.

Основной задачей при программировании уро^ая, как для кукурузы, так и для других культур, является образование посевами фотосинтетического потенциала, который обеспечивает высокие показатели уро^айности. Сумма е^едневных измерений площади листовой поверхности в посевах сельскохозяйственных культур за весь период вегетации является фотосинтетическим потенциалом.

В среднем за четыре года исследований максимальный фотосинтетический потенциал отмечен на вариантах с применением препарата Мегамикс-N-10 в дозе 20 кг/га у раннеспелого гибрида – 1,725 млн.м2/га дней, а так^е на варианте с применением препарата ^минокат 30% в этой ^е дозе у среднераннего гибрида – 2,551 млн.м2/га дней. На контрольных вариантах с раннеспелым и среднеранним гибридами без применения внекорневых подкормок фотосинтетический потенциал был ни^е на 11,4 и 19,4% соответственно (табл. 4).

Таблица 4 – Фотосинтетический потенциал гибридов кукурузы с использованием азотных подкормок в период вегетации в млн.м2/га дней, 2017-2020 гг.

н т го S о. го ш		Гибрид	О < е	Фазы вегетации гибридов кукурузы
				ф S <22 го Т н CD О К S о ш f 2 о ^ CD	2 § ф ' со о Ф с S О ф ТСН ф , ф § си 2 5 § с в	1 го X ° m с ” н 5 п = го Ф н £ 5 S X ф 1 ^ § § о л С CD	ГО 1 ^0-0 Н х ГО Т О Т о о о с с о 02 5 5 5 != 1 СК т л Го Т со CD О х 9 о х X О Й х m	го 5 o'
Контроль		Росс-140 СВ	150	0,170	0,473	0,461	0,424	1,528
		ЕС Хаббл	240	0,234	0,625	0,611	0,586	2,055
о 6 го ф	10 кг/га	Росс-140 СВ	150	0,177	0,491	0,475	0,448	1,591
		ЕС Хаббл	240	0,248	0,661	0,632	0,599	2,140
	15 кг/га	Росс-140 СВ	150	0,186	0,509	0,489	0,457	1,641
		ЕС Хаббл	240	0,261	0,700	0,669	0,609	2,238
	20 кг/га	Росс-140 СВ	150	0,189	0,526	0,526	0,484	1,725
		ЕС Хаббл	240	0,274	0,730	0,681	0,624	2,309
о со н го о т <	10 кг/га	Росс-140 СВ	150	0,181	0,433	0,483	0,458	1,555
		ЕС Хаббл	240	0,249	0,655	0,630	0,601	2,135
	15 кг/га	Росс-140 СВ	150	0,187	0,520	0,498	0,473	1,677
		ЕС Хаббл	240	0,257	0,665	0,656	0,620	2,197
	20 кг/га	Росс-140 СВ	150	0,193	0,532	0,514	0,482	1,720
		ЕС Хаббл	240	0,517	0,724	0,678	0,632	2,551

Чистая продуктивность фотосинтеза – это показатель, который характеризует эффективность работы листовой поверхности сельскохозяйственной культуры. Величину уро^ая культурного растения мо^но определить с помощью размеров фотосинтезирующей поверхности, а так^е с помощью определения продуктивности ка^дой ее единицы.

В среднем за четыре года максимальный показатель чистой продуктивности фотосинтеза отмечен на вариантах с применением препарата Мегамикс-N-10 с нормой 20 кг/га у раннеспелого гибрида – 9,89 г/м2 сутки и у среднераннего гибрида – 10,06 г/м2 сутки. Прибавка по отношению к контрольному варианту составила 17,9 и 6,3% соответственно (рис. 1).

Рисунок1 – Чистая продуктивность фотосинтеза гибридов кукурузы с использованием азотных подкормок препаратом Мегамикс-N-10 в период вегетации в г/м2сутки, в среднем за 2017-2020 гг.

На вариантах с применением удобрения ^минокат 30% с нормой 20 кг/га у раннеспелого гибрида – 10,13 г/м2 сутки и у среднераннего гибрида – 10,22 г/м2 сутки. Прибавка по отношению к контрольному варианту составила 20,7 и 8,0% соответственно (рис. 2).

Рисунок 2 – Чистая продуктивность фотосинтеза гибридов кукурузы с использованием азотных подкормок удобрением ^минокат 30% в период вегетации в г/м2сутки, 2017-2020 гг.

Таким образом, выявлена сортовая специфичность гибридов кукурузы в отношении листовой подкормки комплексными органоминеральными удобрениями. Раннеспелый гибрид Росс-140 СВ под влиянием удобрения Мегамикс-N-10 активно наращивает листовую поверхность до фазы появления метелок включительно. У среднераннего гибрида ЕС Хаббл площадь листовой поверхности нарастает практически равномерно в течение всего периода вегетации под влиянием используемых органоминеральных удобрений.

Выво^ы . Варьирование показателей «площадь листовой поверхности» и фотосинтетический потенциал» в течение вегетационного периода гибридов кукурузы разного срока созревания в целом практически не отразилось на чистой продуктивности фотосинтеза (ЧПФ) в связи с использованием разных видов удобрений в качестве листовой подкормки. Так, ЧПФ раннеспелого гибрида при использовании Мегамикс-N-10 и ^минокат 30% составила 9,89 и 10,13 г/м² сутки соответственно, среднеспелого – 10,06 и 10,22 соответственно.