СТРЕСОВІ ФАКТОРИ РОЗВИТКУ КУКУРУДЗИ

За останні десятиріччя в умовах України стали очевидними зміни клімату. Зокрема, весняний період частіше супроводжується посухою, повітряними бурями, літні місяці характеризуються жорсткою посухою, осінній період став подовженим, а через потепління збільшились коливання низьких температур у зимовий період. Унаслідок несприятливих погодних умов в окремі роки недобір урожаю кукурудзи може сягати 45–50 %. Ці явища призводять до стресових ситуацій із суттєвими негативними наслідками, які впливають на врожайність кукурудзи. Тому перед виробниками насіння постала серйозна проблема — зниження впливу стресових факторів під час вирощування кукурудзи. Розглянемо, що трапляється з рослинами кукурудзи протягом вегетаційного періоду і як стресові фактори впливають на продуктивність культури.

До того, як насіння кукурудзи потрапить до ґрунту, потрібно проаналізувати умови її вирощування, зокрема вивчити історію поля (який попередник), провести всі технологічні операції з підготовки ґрунту до висіву та внести передвисівний гербіцид. Тоді вже можна з чистою совістю готуватися до подальших ризиків, які очікують рослини кукурудзи.

Кукурудза проходить різні стадії росту та розвитку. Значних стресових ситуацій рослини зазнають на ранніх стадіях свого росту навесні, коли випадають нерівномірні опади. Насіння кукурудзи починає проростати за температури 8…10 °С, а сходи з’являються за 10…12 °С, вони задовільно витримують короткочасні приморозки до -2…-3 °С. Висіяне в холодний і перезволожений ґрунт насіння проростає повільно, сходи бувають зріджені внаслідок ураження набубнявілого насіння хворобами та втрату ним схожості.

У фазі розвитку від третього до восьмого листка, коли кліматичні умови характеризується переважно невисокою температурою навколишнього середовища, рослини кукурудзи переходять на самостійне живлення. У них починає формуватися коренева система та генеративні органи. У цей період відбувається формування конуса наростання волоті, а також закладається конус наростання майбутнього жіночого суцвіття (качана).

Кукурудза особливо чутлива до ущільнення ґрунту, тому для розвитку сильної кореневої системи та швидкого росту потрібна добра структура ґрунту. Неглибоке розміщення кореневої системи кукурудзи призводить до значного механічного пошкодження її під час догляду за посівами або до вилягання рослин і, відповідно, втрати частини врожаю. Тому досходове й післясходове боронування зубовими боронами слід проводити на 1-2 см вище глибини загортання насіння. Міжрядні обробітки доцільно виконувати у більш ранні терміни з обов’язковим підгортанням, що зменшує кількість бур’янів, покращує аерацію ґрунту, сприяє утворенню додаткової кореневої системи та зменшенню негативної дії механічних обробітків.

Бур’янова рослинність є фактором, який негативно впливає на збільшення виробництва зерна та зеленої маси кукурудзи. Оскільки рослини кукурудзи в початковий період ростуть і розвиваються повільно, вони не можуть конкурувати з бур’янами, які пригнічують культурні рослини і завдають культурі великої шкоди. Сьогодні у світі, в тому числі в Україні, розроблено сучасні технології із застосування гербіцидів у боротьбі з бур’янами. Для цього використовують широкий асортимент гербіцидів на основі різних груп діючих речовин.

Однак іноді внаслідок розпилення добрива або гербіциду листки кукурудзи деформуються, набувають форму хлиста або цибульного листа, тканини листка не розгортаються з лутовки, з’являються плями або штрихи мертвої тканини на рослині, у гіршому випадку вони гинуть. Це особливо небезпечно на насінницьких посівах, де на ділянках гібридизації батьківські компоненти є лінії кукурудзи, більш чутливі до гербіцидів.

Появу плям можуть зумовити й деякі інші причини, такі як: пошкодження рослин кукурудзи вітром або градом, пригнічення через дефіцит азоту або калію, надмірна густота насаджень, нестача поживних речовин та інші. Сильний вітер, особливо коли ґрунт вологий або рослини ламкі, буває основною причиною вилягання рослин.

Для досягнення високого врожаю важливо вирощувати кукурудзу з урахуванням місцевих умов, із такою густотою, яка дає змогу рослинам нормально розвиватися й формувати по одному качану на рослину, отримати максимальне число зерен у качані та збільшити вагу самого зерна.

Таким чином, комплексу негативних факторів можна протиставити низку агротехнічних прийомів, які допомагають збільшити врожай кукурудзи, а саме: густота посіву, сівозміна. Вони мінімізують ураження культури хворобами, наявність у посівах шкідників і бур’янів тощо.

Період зростання листя кукурудзи від 8-го до 11-го відбувається вже за вищої температури повітря, на цей час коренева система рослин досить розвинена, і розгортання листків відбувається швидко, з проміжками в один-два дні. Цей вегетаційний період визначають як початок стеблування — формування вузлів і міжвузлів. Оптимальна середньодобова температура для росту й розвитку рослин кукурудзи в другій половині вегетації становить 23…25 °С. Різкі перепади денних і нічних температур у цей період порушують розвиток кореневої системи й утворення хлорофілу, а отже, негативно впливають на енергію зростання, асиміляційні процеси, розтягують тривалість вегетації.

За 10-14 діб від викидання волотей до молочної стиглості зерна протягом 30 діб триває критичний для кукурудзи період щодо вологозабезпечення. Велика потреба у волозі пов’язана з інтенсивним накопиченням сухих речовин, цвітінням, заплідненням і початком утворення зернівок. Однак за недостатнього зволоження повітря, ґрунту і підвищених, аномально спекотних температур повітря ці стресові фактори негативно позначаються на рості та розвитку рослин. Так, за температури 30…35 °С, у період викидання волотей і цвітіння життєздатність пилку триває близько двох годин. Це призводить до негативних стресових ситуацій, унаслідок чого порушується процес цвітіння, запилення й запліднення генеративних органів рослин. У результаті — череззерниця в качанах і формування насіння з низькими посівними якостями.

Короткочасна спека впливає на біохімічні процеси, що призводить до некрозу листя, стерильності пилку, передчасного всихання маточкових листків і інших порушень. Основні наслідки жорсткої посухи — це поява безплідних рослин і зниження величини прояву ознак структури врожаю, а основний наслідок спеки — череззерниця. Унаслідок несприятливих погодних умов в окремі роки недобір урожаю кукурудзи може становити 45–50 %.

Максимальна температура, за якої припиняється ріст рослин — 45…47 ^оС нерідко припадає на фазу цвітіння й наливу зерна кукурудзи та спричиняє невиповненість (плюсклість) насіння. Це може спричинити отримання некондиційного насіння з низькою схожістю, а на насінницьких посівах — подальшу вибраковку партії і як наслідок — пусті матеріальні витрати.

Цвітіння волоті починається з верхньої гілочки й поступово поширюється на нижні. Життєздатність пилку під час цвітіння в середньому зберігається від шести до десяти годин, а за температури понад 35 °С та вологості нижче 30 % він втрачає життєздатність дуже швидко — за годину. Зазвичай волоть кукурудзи зацвітає на два-три дні раніше за жіноче суцвіття (приймочки качана).

Період між цвітінням волотей і появою приймочок качана не має перевищувати два — п’ять діб, це забезпечує оптимальне запліднення і продуктивність кукурудзи. Тривалість цього періоду залежить як від погодних умов, так і від рівня агротехніки. Найсприятливіша для запилення тепла, волога, з легким вітром погода. Під час дощу пилок змивається, у спекотну й суху погоду — швидко втрачає життєздатність. 

Нерівномірність посіву за розвитком рослин також знижує ефективність запилення. За несприятливих зовнішніх умов (температурний, водний, світловий або живильний стрес) зменшується число й маса зерен починаючи з верхівки качана. Виникає хаотичне розміщення рядів у качані — ознака стресу кукурудзи від підвищених температур.

Цей період характеризується формуванням зародка й зернівки, початком молочної стиглості. Молочна стиглість у скоростиглих гібридів досягається приблизно через 20–25 діб після запилення й характеризується вмістом у зерні «молочної рідини» та пожовтінням нижнього листя. Проте брак вологи у фазі молочної стиглості призводить до передчасного припинення наливу (верхівки качанів залишаються неозерненими або на них формується дрібне зерно). Залежно від умов вегетації, складається певна озерненість качанів. Оптимум температури у фази молочної — повної стиглості кукурудзи становить 22...20 °С.

Після запліднення зростання рослин кукурудзи полягає, в основному, в накопиченні сухої маси в зернах. Проходження періоду наливання й достигання зерна визначається генотиповими особливостями гібрида та умовами вегетації. Рослини кукурудзи добре використовують опади в другій половині літа. Хоча слід зазначити, що тривалість другого періоду вегетації кукурудзи (від цвітіння до повної стиглості) набагато менше залежить від погодних умов, аніж тривалість першого періоду (від сходів до цвітіння волоті), й потребує менше вологи. Максимальна врожайність зерна досягається за вмісту в ньому 60-64 % сухої маси (фізіологічна стиглість). У цій стадії утворюється чорний шар (black layer) на місці прикріплення зерна до стрижня.

Посівні та врожайні якості насіння кукурудзи забезпечує низка факторів, описаних у статті. Часто на посівні якості насіння впливають стресові фактори, які знижують його схожість, енергію проростання, масу 1000 насінин тощо. Якісні показники насіння формуються в процесі вегетації та залежать від ґрунтово-кліматичних умов, технології вирощування, системи удобрення, способу збирання та його доробки (очищення, сушіння, калібрування).

Якісний насіннєвий матеріал дає змогу без додаткових енергетичних затрат забезпечити належний ріст і розвиток рослин, знизити негативний вплив бур’янів, хвороб, шкідників та завдяки цьому підвищити врожайність культури і якість одержуваної продукції, поліпшити екологічний стан поля.

Нові гібриди кукурудзи, які за результатами виробничих випробувань пройшли кваліфікаційну перевірку й рекомендовані до поширення в Україні, можуть знизити вплив стресових факторів на врожайність кукурудзи.

У сучасній практиці виробництва кукурудзи щороку виникає питання, яким гібридам та з якою групою стиглості надати перевагу, адже їхня кількість постійно збільшується, збагачуючись новими, ще більш врожайними, біотипами. Застосування нових гібридів, придатних для певної ґрунтово-кліматичної зони і технології вирощування, генетично стійких і толерантних до хвороб та стресових явищ дасть змогу обмежити ризики, пов’язані з вирощуванням культури. Тому важливо дотримуватись рекомендацій, у якій зоні України той чи інший гібрид потрібно вирощувати.

І наостанок хочу навести цитату зі статті А. Андрієнка, Д. Дергачова: «Не буває поганих гібридів кукурудзи — буває невдалий їхній добір та неправильне використання. Виробники мають пам’ятати, що гібрида “на всі випадки життя” не існує».

Л. Чернобай, д-р с.-г. наук, завідувач лабораторії селекції та насінництва кукурудзи, Інститут рослинництва ім. В. Я. Юр’єва НААН