Формуємо продуктивність кукурудзи

Кукурудза проходить кілька критичних періодів розвитку, впродовж яких негативний вплив природних факторів може істотно зменшити потенційний рівень врожайності.

Вчені відзначають, що основними причинами нестабільної врожайності зерна кукурудзи є:

• відсутність морфобіологічного контролю за ростом і розвитком рослин протягом вегетаційного періоду;
• необґрунтоване використання гібридів кукурудзи різних груп стиглості у межах агрокліматичних зон зважаючи на їх біологічні особливості;
• недотримання елементів зональних технологій вирощування кукурудзи;
• стресові стани, спричинені несприятливими погодними умовами.

Розглянемо морфологічні зміни, що відбуваються в рослині на основних етапах органогенезу, та їх зв’язок з елементами продуктивності. В онтогенезі кукурудзи розрізняють 12 етапів органогенезу, яким відповідають певні фази росту і розвитку. Ф. М. Куперман виокремлює такі етапи органогенезу суцвіть (табл.).

Таблиця. Фази росту і розвитку й етапи органогенезу кукурудзи (за Ф. М. Куперман)

 

Сходи — утворення 3-го листка

Цей міжфазний період відповідає другому етапу органогенезу волоті, що характеризується диференціацією міжвузлів і вузлів зачаткового стебла. На цьому етапі закладаються кількість майбутніх вузлів і міжвузлів, яруси вторинної вузлової кореневої системи. На кінець другого етапу в пазухах зачаткових стеблових листків утворюються точки росту бічних пагонів. Якщо посіви загущені порівняно з оптимальною густотою для конкретної ґрунтово-кліматичної зони або існує посилена конкуренція з бур’янами, то уповільнюється закладання точок росту бічних пагонів, що зумовлює відставання росту качанів. Надалі це може призвести до утворення «череззерниці». Чому? Тривалість цвітіння волоті і качана за оптимального температурного режиму 23–25 °C відрізняється на 5–7 днів. Якщо точки росту бічних пагонів наприкінці ІІ етапу органогенезу утворюються із затриманням, розрив у часі цвітіння суцвіть збільшується до 12–14 днів, що зумовлює утворення череззерниці. Окрім того, пилок містить лише 30% вологи, тому швидко втрачає здатність
до запилення.

Перший і другий етапи органогенезу кукурудзи проходять у стадії яровизації. Що триваліша ця стадія, то більше формується вузлів і листків на другому етапі органогенезу. В цей період формується густота стояння рослин. Нерівномірність сходів можуть зумовлювати такі фактори:

• різна глибина зароблення насіння або його «підвисання» у ґрунті;
• нерівномірна вологість ґрунту;
• гірший контакт насіння з ґрунтом під час проростання або сівба у перезволожений ґрунт;
• зміни температурного режиму ґрунту, що можуть бути спричинені нерівномірним розподілом рослинних решток;
• наявність ґрунтової кірки, шкідників і збудників хвороб;
• наявність «двійників» у рядку.

Фаза 3–5-го листка

Відповідає третьому і четвертому етапам органогенезу волоті й першому — качана. Завершується формування вегетативних органів. У пазухах листків закладаються качани і формуються обгорткові листки.

На третьому етапі органогенезу швидко росте конус наростання і відбувається сегментація його середньої частини. На четвертому етапі формуються колоскові лопаті, які утворюють два колоски, тому вже на цьому етапі можна визначити кількість колосків у волоті. Під час переходу до четвертого етапу починають швидко рости 4–6-те міжвузля стебла. Дослідження свідчать, що якими сприятливими не були б надалі умови для росту кукурудзи, 4–6-те міжвузля залишаються вкороченими, якщо під час їх формування і росту не було для цього сприятливих умов. Тож це негативно вплине на їх габітус.

У цей міжфазний період рослини потребують доступних сполук фосфору, азоту, цинку. Високоефективним є застосування добрив під час сівби. Критичним є період фосфорного живлення, що настає за 10–15 днів після сівби. Фосфор сприяє доброму розвитку кореневої системи, посилює споживання рослиною елементів живлення з ґрунту і добрив, прискорює закладання репродуктивних органів. За законом землеробства, якщо рослини на початкових етапах органогенезу відчували фосфорне голодування, надалі його дефіцит неможливо компенсувати.

Фаза 5–7-го листка

Відповідає п’ятому етапу органогенезу волоті і другому-третьому — качана. Посилюється ріст 6–9-го міжвузлів стебла. Видовжується вісь зачаткового стебла качанів, сегментується їх конус наростання. У цей період кукурудза потребує:

• доступних елементів живлення;
• достатньої аерації ґрунту. Висока врожайність формується, коли ґрунтове повітря містить 18–20% кисню. Якщо його вміст дорівнює близько 10%, ріст коренів уповільнюється, а за 5% — припиняється. При цьому порушується поглинання води й елементів живлення з ґрунту;
• регламентації застосування гербіцидів — можливе зменшення рядів зерен, що підвищує передзбиральну вологість зерна.

Фаза 7–9-го листка

Відповідає шостому етапу органогенезу волоті й четвертому — качана. У пиляках формується пилок. Створення умов для швидкого завершення цього етапу призводить до недорозвиненості і стерильності пилку. У роки з дефіцитом вологи різко зменшується кількість фертильного пилку і, навпаки, збільшується кількість стерильного пилку, через що зменшується озерненість качанів і знижується врожайність.

За сприятливих умов зовнішнього середовища на шостому етапі органогенезу швидко росте стебло. Цей етап органогенезу волоті збігається з четвертим етапом органогенезу качана, коли визначаються розмір качанів та їх кількість на одній рослині.

На четвертому етапі качана утворюються колоскові лопаті. З кожної з них формується два колоскових горбики. Дослідженнями Ф. М. Куперман установлено: що кращі умови для росту кукурудзи на четвертому етапі органогенезу, то більше вздовж колоска формується колоскових лопатей і то вища ймовірність, що сформується великий довгий качан з підвищеною кількістю зерен у рядках. Збільшення розмірів качана можна досягти, агротехнічними заходами створюючи на цьому етапі оптимальні умови для розвитку кукурудзи.

Продуктивність кукурудзи зумовлюють:

• конкуренція посівів з бур’янами;
• нерегламентоване застосування гербіцидів;
• підвищені температури, які зменшують озерненість качана;
• водний режим ґрунту;
• доступність і співвідношення елементів живлення. Починається критичний період азотного живлення, що триває близько 20 днів. За цей період рослини поглинають 70% сумарної потреби азоту.

Фаза 9–11-го листка

Відповідає сьомому етапу органогенезу волоті і п’ятому — качана. На сьомому етапі швидко ростуть покривні органи квітки, всіх члеників суцвіття, витягуються тичинкові нитки, завершується формування статевих клітин. У цей період швидко росте міжвузля-суцвіття, що несе волоть. Середньодобовий його приріст становить 8–14 см.

На п’ятому етапі органогенезу качана в качанах розвиваються зачатки двостатевих квіток. З двох квіток у колосках качана розвивається лише одна квітка, друга атрофується. Створивши оптимальні умови для рослини на цьому етапі органогенезу, можна збільшити на качанах кількість рядів зерен.

Поява волоті

Відповідає восьмому етапу органогенезу волоті й шостому — качана. На цьому етапі органогенезу качана визначається фертильність або стерильність квіток жіночого суцвіття. Формуються жіночі генеративні органи, зародковий мішок, подовжується зав’язь, посилено ростуть стовпчики маточки. Що кращі умови росту і розвитку рослин на цьому етапі, то активнішим буде запліднення.

На цьому етапі кукурудза потребує достатньої кількості елементів живлення: фертильність (В), водоспоживання (Zn), фотосинтез (Mn, Mg). Дефіцит елементів живлення зменшує кількість зерен і розмір качана. Цей етап є також критичним щодо наявності ґрунтової вологи й азоту в ґрунті.

Цвітіння волотей

Відповідає дев’ятому етапу органогенезу волоті й сьомому — качана. Наступні етапи розвитку качана пов’язані з заплідненням і формуванням зернівки й залежать від погодних умов, рівня забезпечення елементами живлення і вологою.

Причини зниження продуктивності кукурудзи:

• стресові умови затримують розвиток качана порівняно з розвитком волоті, що зумовлює утворення недозапиленого качана;
• закінчується поглинання рослинами калію. Азот і фосфор переміщуються з вегетативних до генеративних органів.

Восьмий етап — викидання ниток з обгорток. На дев’ятому етапі рослина цвіте і запліднюється, приймочка відмирає, нитки засихають. На десятому формуються зародок і зернівка. Цей етап збігається з початком молочної стиглості зерна. Одинадцятий етап — молочна стиглість. Дванадцятий етап починається з воскової стиглості і завершується достиганням зерна.

Отже, кукурудза проходить кілька критичних періодів розвитку, впродовж яких негативний вплив природних факторів може істотно зменшити потенційний рівень врожайності. Під час закладання зародкових елементів продуктивності критичними періодами для формування високого врожаю кукурудзи є фаза 2–3 листків, під час якої відбувається диференціація зачаткового стебла, і фаза 6–7 листків, коли закладається потенційна продуктивність зародкового качана. Надалі найбільш відповідальними фазами розвитку кукурудзи є формування волоті, що у ранньостиглих, середньоранніх і пізньостиглих гібридів відбувається відповідно у фазах 4–7, 5–8 і 7–11 листків (вони збігаються з етапами розвитку чоловічого суцвіття — волоті). Жіноче суцвіття кукурудзи (качан) у гібридів зазначених груп стиглості формується відповідно у фазах 7–11, 8–12 і 11–16 листків (вони збігаються з етапами розвитку жіночого суцвіття).

В. МОКРІЄНКО, канд. с.-г. наук, доцент
кафедри рослинництва НУБіП України