Влияние минеральных удобрений на продуктивность и питательность гибридов кукурузы в условиях Вологодской области

Расширение видового состава выращиваемых кормовых культур в условиях Европейского Севера России оказывает значительное влияние на улучшение кормовой базы животноводства. К таким культурам относится кукуруза ( Zea mays L .). Результаты работы селекционеров позволили получить скороспелые гибриды и сорта кукурузы и за счет их внедрить эту культуру в нетрадиционных для нее северных регионах. Учитывая это, сельскохозяйственные предприятия Вологодской области стали активно высевать кукурузу в качестве кормовой культуры для получения высокопитательного силоса для молочного скотоводства. Интенсивные технологии направлены на обеспечение сбалансированным питанием выращиваемых кормовых культур, в том числе кукурузы (Багринцева, 2013; Коновалова и др., 2018; Чухина, Вахрушева, 2019; Пря-дильщикова и др., 2024).

Перспективные гибриды кукурузы, характеризующиеся высокой потенциальной урожайностью, предъявляют повышенные требования к минеральному составу почвы и минеральному питанию. Экспериментально доказана зависимость урожайности от кратности и объемов внесенных минеральных удо- брений. Схема использования удобрений при выращивании кукурузы состоит из основного допосевного удобрения, при-посевного удобрения, подкормок в период роста растений. Установлено, что во вторую половину вегетации происходит наиболее высокое использование растениями питательных веществ (Малышева, Долгополова, 2021; Петрова и др., 2017; Сотченко, Багринцева, 2015; Петренко и др., 2016).

Кукуруза в своем питании использует различные макроэлементы (азот, фосфор, сера, калий, кальций, магний), микроэлементы (железо, марганец, бор, медь, цинк, молибден) и большой ряд дополнительных элементов (алюминий, кремний, никель, кобальт, хром, олово, свинец, серебро, барий, стронций, хлор, йод, натрий). В период вегетации с целью повышения урожайности, уменьшения негативного влияния климатических условий и используемых средств защиты растений рекомендуется применять подкормки водорастворимым комплексным минеральным удобрением с микроэлементами по вегетирующим растениям (Бопп и др., 2021).

Научно обоснованная система удобрений позволяет снизить действие неблагоприятных факторов внешней среды (не- достатка тепла и света), ускоряя развитие растений, созревание початков, и оказывает существенное влияние на формирование высоких урожаев кукурузы и улучшение питательности полученной биомассы. Используемые удобрения повышают устойчивость растений к заболеваниям, повреждению вредителями (Стулин, 2018; Полянский и др., 2023; Гейгер и др., 2017).

Важно в системе удобрений кукурузы правильно использовать микроэлементы, так как они влияют на жизнедеятельность растений. Такой элемент как цинк действует на рост растений, образование полноценных початков, отвечает за сбалансированный химический состав полученного зерна. Он содержится в природной среде обитания выращиваемых культур в тех формах, которые растения не способны усвоить. Дефицит цинка проявляется в бесцветных жилках на листьях, медленном росте, кривизне стебля у растений кукурузы. На недостаток этого элемента может повлиять переизбыток внесенного фосфора, а также высокая щелочная среда почвы (Дмитриенко и др., 2024; Нестеренко и др. 2021; Полянский и др., 2025; Семина и др., 2020). По отношению к цинку кукуруза является очень чувствительной культурой. Дефицит цинка снижает устойчивость растений к неблагоприятным факторам внешней среды (Волошин, Аветисян, 2018).

Одной из причин неполного раскрытия потенциала продуктивности кукурузы в условиях Вологодской области является нарушение минерального питания растений, в частности недооценка применения микроэлементов, в связи с тем что для почвенно-климатических условий региона отсутствуют научно обоснованные рекомендации по применению макро- и микроудобрений при выращивании кукурузы, т. е. нет системы удобрения для более полного раскрытия потенциала продуктивности культуры.

Таким образом, изучение и установление системы удобрений для кукурузы, обеспечивающей получение высоких урожаев и питательной ценности зеленой массы, является актуальной задачей и имеет большое практическое значение.

Цель исследований - раскрыть потенциал урожайности гибридов кукурузы за счет минеральных подкормок, включающих макро- и микроэлементы (цинк) в условиях Вологодской области.

Научная новизна исследования состоит в том, что впервые в природно-климатических условиях Вологодской области для разработки системы удобрений кукурузы на силос изучено влияние минеральных удобрений, в том числе сернокислого цинка, на урожайность, структуру урожая и питательную ценность зеленой массы.

Материалы и методы

Объектом выполняемого эксперимента являются гибриды кукурузы, предметом исследований – виды и дозы минеральных удобрений. Полевой эксперимент проводился в 2025 году на опытном поле Вологодского научного центра РАН, расположенном у д. Дитятьево Вологодского округа (Новоселов и др., 1987). Для оценки полученных данных используется метод дисперсионного анализа (Доспехов, 1985).

Почва под опытом осушенная, дерновоподзолистая среднесуглинистая, средне-окультуренная. Количество вариантов девять, заложенных в трехкратной повторности. Общая площадь опытной делянки 6 м2, учетная 3 м2.

Обработка почвы состояла из зяблевой вспашки, двукратной весенней культивации. Посев гибридов кукурузы выполнен 23 мая с шириной междурядий 60 см. Норма высева составляла 20 кг/га всхожих семян. Перед посевом внесены удобрения на вар. 2 и 3 в дозе N70Р60К90 кг/га д.в. Уход за посевами состоял в борьбе с сорной растительностью, однократной листовой подкормке аммиачной селитрой 24 июня в дозе N35 (вар. 2 и 3) и двукратной листовой подкормкой сернокислым цинком по 500 г/га (110 г/га действующего вещества) на вар. 3 в фазу 4–6 и 7–9 листьев, соответственно, 8 и 18 июля.

В опыте дозы удобрений исследовали на трех гибридах кукурузы: очень раннеспелый Золотой початок 147 МВ (ФАО 140), раннеспелые Воронежский 158 СВ (ФАО 170) и Ладожский 191 МВ (ФАО 190).

Краткая характеристика гибридов кукурузы

Золотой початок 147 МВ - очень раннеспелый (92–95 дней период вегетации), трехлинейный холодостойкий гибрид. Подходит для ранних сроков сева. Включен в Госреестр с 2021 года, в том числе для Северо-Западного региона, для выращивания на силос и зерно. Средняя урожайность в Северо-Западном регионе 11,9 т/га сухого вещества.

Воронежский 158 СВ - раннеспелый двойной межлинейный гибрид. Включен в Госреестр селекционных достижений с 2005 года, в том числе для Северо-Западного региона, на силос и зерно. Урожайность на силос составляет до 60,0 т/га, сухого вещества до 20,0 т/га. Холодостойкий и засухоустойчивый гибрид.

Ладожский 191 МВ – сложный гибрид, раннеспелый, холодостойкий. Включен в Госреестр по 4, 5, 7, 9 и 10 регионам на силос. Высокоурожайный, до 60 т/га силосной массы.

Зооанализ растительной массы проводили в ЦКП «Центр сельскохозяйственных исследований и биотехнологий» ФГБУН ВолНЦ РАН.

Климатические условия различались в разрезе периодов развития кукурузы по обеспеченности влагой и теплом. Рост и развитие кукурузы сдерживали неблагоприятные погодные условия (дождливая и холодная погода). К концу июня погода улучшилась по температурному режиму и способствовала лучшему росту кукурузы. С 10 июля установилась жаркая сухая погода. В августе температурные условия снова ухудшились, также наблюдались сильные ветры, что сдерживало развитие растений, особенно у гибридов Воронежский 158 СВ и Ладожский 191 МВ (табл. 1) .

Сложившиеся погодные условия отрицательно повлияли на опыляемость и образование семян в початках у раннеспелых гибридов Воронежский 158 СВ и Ладожский 191 МВ.

Погодные условия повлияли на прохождение фаз развития кукурузы. Всходы кукурузы появились 2–4 июня, через 10–12 дней после посева. Гибрид Золотой початок 147 МВ опережал в своем развитии другие гибриды на 7–10 дней. Это позволило ему достичь к уборке фазы начала восковой спелости зерна в початках. Его уборку провели 23 сентября. Гибриды Воронежский 158 СВ и Ладожский 191 МВ отставали в развитии и были скошены 29 сентября в фазу молочной спелости зерна.

Таблица 1. Погодные условия проведения опыта

Показатель	Месяцы и декады
	Май	Июнь			Июль			Август			Сентябрь
	III	I	II	III	I	II	III	I	II	III	I	II
Температура,°С	18,2	15,5	14,6	12,8	21,5	19,8	20,7	19,2	15,9	11,7	13,6	+14,1
+/- к норме	+6,0	+2,0	-1,0	-4,0	+5,0	+2,0	+3,0	+3,0	+1,0	-2,0	+2,0	+3,8
Осадки, мм	7	28	12	28	29	0	0,5	29	36	20	13	9
% от нормы	41	156	56	118	102	-	2	145	138	80	69	50

Источник: Вологодский центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды.

Результаты исследований

Наблюдения за длиной растений у гибридов кукурузы к уборке позволили установить, что Золотой початок 147 МВ по данному показателю значительно уступал Воронежскому 158 СВ и Ладожскому 191 МВ. Установлено влияние вносимых удобрений на длину растений. По вариантам 2 и 3 увеличение длины растений составило: по гибриду Воронежский – 25–26 см; по гибриду Золотой початок - 14 и 15 см, по гибриду Ладожский - 28 см (табл. 2) .

В то же время достоверных различий по длине растений между вариантами 2 и 3 от действия сернокислого цинка не установлено.

Урожайность зеленой массы и выход сухого вещества зависели от внесения минеральных удобрений. У гибрида Золотой початок 147 МВ сбор зеленой массы составил от 31,1 до 46,0 т/га и выход сухого ве- щества от 7,6 до 11,6 т/га, соответственно у гибрида Воронежский 158 – от 36,3 до 58,7 т/га и от 8,0 до 12,6 т/га СВ и у гибрида Ладожский 191 – от 38,8 до 62,6 т/га и от 8,8 до 13,1 т/га. Наиболее низкую урожайность обеспечил гибрид Золотой початок 147 МВ (табл. 3).

У гибрида Золотой початок 147 МВ выявлен существенный прирост урожайности от применения минеральных удобрений в дозе N70Р60К90 + N35 кг/га д.в. (вар. 2) и от применения минеральных удобрений с двумя подкормками сернокислым цинком (вар. 3). Прибавка к контролю у вар. 2 составила 2,8 т/га СВ, или на 36,8 %, у вар. 3 - 4,0 т/га СВ, или 52,6%. Установлено, что по выходу сухого вещества гибрид Золотой початок 147 МВ при использовании сернокислого цинка (вар. 3) превосходил на 1,2 т/га, или на 11,5%, урожайность вар. 2 без его внесения.

Таблица 2. Длина растений кукурузы к уборке, см

№ вар.	Доза удобрений	Гибрид Золотой початок 147МВ		Гибрид Воронежский 158 СВ		Гибрид Ладожский 191 МВ
		длина	± к контролю	длина	± к контролю	длина	± к контролю
1*	N0Р0К0 кг/га д.в.	200	-	222	-	219	-
2	N70Р60К90 + N35 (одна подкормка) кг/га д.в.	214	14	248	+ 26	247	+ 28
3	N70Р60К90 + N35 (одна подкормка) кг/га д.в. и 500 г/га + 500 г/га сернокислый цинк (две подкормки)	215	15	247	+ 25	247	+ 28
НСР 05			7		9	4

Примечание: * – контроль.

Источник: результаты исследований авторов.

Таблица 3. Урожайность зеленой массы и выход сухого вещества в зависимости от уровня минерального питания, т/га

№ вар.	Доза удобрений	Золотой початок 147 МВ			Воронежский 158 СВ			Ладожский 191 МВ
		зеленая масса	СВ	± к вар. 1	зеленая масса	СВ	± к вар. 1	зеленая масса	СВ	± к вар. 1
1*	N0Р0К0 кг/га д.в.	31,1	7,59		36,3	8,05		38,8	8,77
2	N70Р60К90 + N35 (одна подкормка) кг/га д.в.	43,1	10,43	2,84	55,9	11,97	+3,92	55,2	12,40	+3,63
3	N70Р60К90 + N35 (одна подкормка) кг/га д.в. и 500 г/га + 500 г/га сернокислый цинк (две подкормки)	46,0	11,59	4,00	58,7	12,62	+4,57	62,6	13,11	+4,34
НСР 05 т/га СВ				0,53			1,86			2,09

Примечание: * – контроль.

Источник: результаты исследований авторов.

Существенная прибавка по урожайности от внесения минеральных удобрений у гибрида Воронежский 158 СВ к контролю составила по вар. 2 4,0 т/га СВ, или 50%, по вар. 3 – 4,6 т/га СВ, или 57,5%. Применение в подкормку сернокислого цинка влияния на урожайность данного гибрида не оказало, отмечается только тенденция к ее повышению (на 0,6 т/га) по сравнению с вар. 2.

У гибрида Ладожский 191 МВ повышение урожайности к контролю от внесения минеральных удобрений по вар. 2 составило 3,6 т/га СВ, или на 40,9%, по вар. 3 - 4,3 т/га СВ, или 48,9%. Использование в подкормку сернокислого цинка в вар. 3 не оказало влияния на урожайность. Можно отметить, что наблюдается тенденция к ее повышению на 0,7 т/га СВ в сравнении с вар. 2.

На снижение действия подкормок сернокислым цинком на гибридах кукурузы Воронежский 158 СВ и Ладожский 191 МВ оказали влияние погодные условия, которые задержали их развитие и повлияли на формирование зерна.

Соотношение початков к стеблям зависело от спелости кукурузы. По гибриду Золотой початок 147 МВ доля початков была наибольшей и составляла от 43,6 до 53,1% (табл. 4) .

По гибриду Воронежский 158 СВ и Ладожский 191 МВ доля початков в урожае была более низкой и составляла от 34,2 до 38,4% и 36,7 до 39,0% соответственно. Использование удобрений снижало долю початков в урожае у всех изучаемых гибридов.

Важным показателем для оценки агротехнического приема является оценка его влияния на питательность полученного растительного сырья. Можно отметить тенденцию повышения содержания протеина в полученном растительном сырье при внесении удобрений (табл. 5) .

Таблица 4. Соотношение початков и стеблей в зависимости от уровня минерального питания, т/га СВ

№ вар.	Золотой початок 147 МВ			Воронежский 158 СВ			Ладожский 191 МВ
	початки	стебли	% початков	початки	стебли	% початков	початки	стебли	% початков
1*	3,1	5,0	53,1	4,0	3,6	38,4	3,2	5,6	36,7
2	4,1	7,9	43,6	4,5	5,9	34,2	4,8	7,6	39,0
3	4,6	8,0	46,1	5,3	6,2	36,2	4,9	8,2	37,4
Примечание: * – контроль. Источник: результаты исследований авторов.

Таблица 5. Содержание питательных веществ в кукурузе при уборке на корм в 1 кг СВ

№ вар.	Содержание питательных вещества в 1 кг СВ
	сырой протеин, %	сырой жир, %	сырая клетчатка, %	сахар, %	обменная энергия, ГДж
Золотой початок 147 МВ
1*	6,5	2,2	24,3	13,5	9,9
2	9,2	2,2	25,1	13,8	9,8
3	10,1	2,5	23,9	12,9	10,0
Воронежский 158 СВ
1*	7,5	1,2	23,2	23,1	9,9
2	7,9	1,0	22,8	21,4	10,0
3	8,0	1,1	22,2	31,5	10,1
Ладожский 191 МВ
1*	6,2	1,1	25,9	23,6	9,6
2	8,8	1,3	23,7	23,3	9,9
3	9,8	1,3	22,5	29,1	10,2
Примечание: * – контроль. Источник: результаты исследований авторов.

У гибрида Золотой початок 147 МВ протеин с 6,5% (контроль) увеличился до 9,2% на фоне удобрений по вар. 2 и до 10,1% при использовании удобрений и цинка по вар. 3, или на 41 и 55,3% соответственно.

У гибрида Воронежский 158 СВ протеин с 7,5% (контроль) возрос до 7,9% на фоне удобрений по вар. 2 и до 8,0% при внесении удобрений и цинка по вар. 3, или на 6 и 7% соответственно.

У гибрида Ладожский 191 МВ протеин с 6,2% (контроль) повысился до 8,8% на фоне удобрений по вар. 2 и до 9,8% при применении удобрений и цинка по вар. 3, или на 42 и 58% соответственно.

Установлено повышение содержания сахара в вар. 3 с подкормкой сернокислым цинком у гибридов Воронежский 158 и Ладожский 191 МВ. В сравнении с первым вариантом содержание сахара возросло на 36,3 и 47%, в сравнении с вар. 2 на 23,3 и 24,8% соответственно.

Наблюдается снижение содержания сырой клетчатки у всех гибридов кукурузы до 22,2–23,9% при совместном применении макро- и микроэлемента цинк (вар. 3).

По другим показателям питательности заметных различий не отмечено.

Проанализировано влияние минерального фона на ряд показателей, характеризующих развитие гибридов кукурузы: количество междоузлий, длину початка. Установлено достоверное влияние внесения удобрений на данные показатели. У гибрида Золотой початок 147 МВ в сравнении с контролем количество междоузлий увеличилось на 0,4 и 1,0 шт., длина початка – на 1,4 и 1,6 см по вар. 2 и 3. Достоверное действие цинка установлено на количество междоузлий +0,4 штуки в вар. 3 по сравнению с вар. 2.

Выявлено достоверное влияние на длину початка и количество междоузлий от внесения удобрений на гибриде Воронежский 158 СВ в сравнении с контролем. Возросло по вар. 2 и 3 количество междоуз- лий на 0,7–1,0 шт., длина початка – на 1,1– 1,6 см в сравнении с контролем. Действия цинка на данные показатели не выявлено.

На гибриде Ладожский 191 МВ применение удобрений по вар. 2 и 3 увеличило длину початка на 1,7–2,0 см, количество междоузлий – на 1,3–1,6 шт. в сравнении с контролем. Внесение цинка (вар. 3) не повлияло на данные показатели в сравнении с вар. 2.

После завершения опыта были отобраны образцы почвы для определения показателей почвенного плодородия и в первую очередь цинка (табл. 6) .

Таблица 6. Влияние системы удобрения и гибрида на содержание подвижного цинка в почве, мг/кг

Наименование гибрида	Доза удобрений, на 1 га в д.в.
	N 0 Р 0 К 0 *	N 70+35 Р 60 К 90 (вар. 2)	N 70+35 Р 60 К 90 + Zn по 120 г/га д.в., две подкормки (вар. 3)
1. Воронежский 158	0,41	0,36	0,78
2. Золотой початок 147 МВ	0,52	0,85	0,87
3. Ладожский 191	0,32	0,33	0,51
Среднее по гибридам	0,42	0,51	0,72

Примечание: * – контроль.

Источник: результаты исследований авторов.

При применении сернокислого цинка в виде двух подкормок (вар. 3) установлено повышение содержания цинка в почве на 59–90% по всем изучаемым гибридам в сравнении с контролем (вар. 1).

Выводы

Проведенные исследования позволили установить высокую эффективность использования минеральных удобрений при выращивании кукурузы в условиях Вологодской области. Используемые дозы удобрений повысили урожайность по всем гибридам кукурузы (на 2,8–4,6 т/га СВ, или на 36,8–57,5%) в сравнении с кон- тролем без применения удобрений. Существенная прибавка от внесения сернокислого цинка получена у очень раннеспелого гибрида Золотой початок 147 МВ по вар. 3 на 1,2 т/га, или на 11,5%, по сравнению с вар. 2. Питательная ценность кукурузы при внесении удобрений по содержанию протеина возросла у гибрида Золотой початок 147 МВ на 41,9–58,1%, у гибрида Воронежский 158 СВ на 5,3–6,6% и у гибрида Ладожский 191 МВ на 40,9–48,9%.

Таким образом, полученные результаты исследований позволяют рекомен- довать внесение на осушенной среднео-культуренной дерново-подзолистой почве под кукурузу минеральных удобрений в дозе N70Р60К90 (под посев) + N35 (листовая подкормка) кг/га д.в., а на очень ранние по скороспелости гибриды применять две листовые подкормки сернокислым цинком (500 г/га с содержанием 20–22% цинка).

Полученные в 2025 году результаты исследований являются промежуточными этапами научно-исследовательской работы, которая будет продолжена в 2026 году.