ОСОБЛИВОСТІ РОСТУ КУКУРУДЗИ В ЛІТНІЙ ПЕРІОД

Літні місяці характеризуються жорсткою посухою, яка нерідко припадає на фазу наливу зерна ярих зернових культур (у червні-липні) і спричиняє зменшення їх врожаю. Незважаючи на прохолодну погоду в квітні та дощі на початку травня, посів кукурудзи 2019 року пройшов успішно, отримано дружні сходи, а далі прийшло літо… Які особливості вирощування кукурудзи нас очікують у літній період?

Наявність стійкої тенденції до глобального підвищення температури і збільшення концентрації вуглекислого газу в атмосфері показано в численних роботах останніх десятиліть і викликає стурбованість на всіх рівнях суспільної організації. Значною перешкодою отримання високих сталих врожаїв кукурудзи є абіотичні стреси, основними з яких в умовах Лісостепу і Степу України є посуха, спека та холод. Останніми роками частка посушливих явищ на території України, як і в цілому в Європі, зросла, тому набуває все більшої актуальності питання боротьби з цим негативним явищем. За даними ООН збитки від посух перевищують 20% загальних збитків від стихійних явищ. Зокрема щорічні втрати врожаю кукурудзи від посухи оцінюються на рівні 15% або 120 млн т зерна. Посуха також часто є основною причиною різких коливань урожайності, особливо за умов недостатньо високого рівня агротехніки. Так, урожайність кукурудзи на зерно в розвинених країнах Північної Америки та Європи дорівнює в середньому 8,7 т/га проти 3,7 т/га в менш розвинених тропічних країнах Азії та Африки.

Рівень врожайності зерна гібридів кукурудзи і його стабільність певною мірою залежить від впливу екстремальних факторів навколишнього середовища, хоча у світі є лише 10% площ, де рослинам не загрожують стресові фактори.

У зв’язку з тим, що на ринку України з кожним роком з’являється все більше зарубіжних гібридів кукурудзи, багато з яких розроблені в умовах середніх широт американського континенту, а інформація про особливості їх росту і розвитку відсутня, виникають проблеми при зростанні кукурудзи.

Відомо, що кукурудза краще розвивається в діапазоні температур 25…30 °С, а більш низькі і високі температури негативно впливають на ріст рослин і можуть призвести до повної зупинки їх розвитку. Кукурудза — рослина короткого дня, вона швидше за все переходить в генеративну фазу розвитку при 8–9-годиннній тривалості світлового дня. При тривалості світлового дня понад 12–14 годин вегетативна фаза і весь вегетаційний період подовжуються. Тому гібриди для північних регіонів вирощування кукурудзи повинні бути генетично пристосовані до умов довгого дня. Один і той самий гібрид утворює в північних районах більшу кількість міжвузлів і листя, ніж у південних. Також кукурудза відноситься до світлолюбних рослин, і інтенсивність асиміляції СО₂ у великій мірі залежить від інтенсивності освітлення, а затемнення листя знижує її. Тому положення листя на рослині і площа живлення мають велике значення для зростання кукурудзи. Оптимальний індекс листкової поверхні для кукурудзи на силос складає 3,0–6,0, для кукурудзи на зерно 3,0–4,0.

Кукурудза проходить різні стадії росту і розвитку, причому можна розрізняти системне зростання, в процесі якого закладаються органи, що формують урожайність і зростання качана, а також виробляються і накопичуються запасні речовини. У фазу розвитку від 3-го до 8-го листка, коли кліматичні умови характеризується переважно невисокою температурою навколишнього середовища, рослини кукурудзи переходять на самостійне живлення, починає формуватися коренева система та генеративні органи, у цей період відбувається формування конуса наростання волоті, а також закладається конус наростання майбутнього жіночого суцвіття (качана). Листя в цей період росте повільніше, кожен наступний листок з’являється через 3–6 діб після попереднього. Зростання листя від 8-го до 11-го відбувається вже за вищої температури, на цей час коренева система рослин досить розвинена, і розгортання листків відбувається швидко, з проміжками в 1–2 дні. Цей період визначається як початок стеблування — формування вузлів і міжвузлів. Однак при недостатньому зволоженні повітря, ґрунту і підвищених, аномально спекотних температурах повітря, ці стресові фактори негативно позначаються на рості і розвитку рослин. 

Наприклад, у червні 2018 року температура повітря в тіні підвищувалась до 36…38^оС, рослини потерпали від нестачі вологи, листя втрачали тургор, скручувалися. Сильно активізувалися хрестоцвіті блохи та інші шкідники, які пошкодили листя і корені кукурудзи, тобто посуха та шкідники негативно вплинули на розвиток елементів структури врожаю кукурудзи (зменшення кількості качанів на рослині, розмірів качана, виходу зерна з качана), а також на морфобіологічні ознаки (зменшення висоти росли, розмірів листя, скорочення довжини періоду сходи — цвітіння).

При утворенні 11–13-го листків швидкість розгортання становить 3–6 днів для кожного. У період від утворення 10-го листка і до повного цвітіння триває найінтенсивніший ріст рослин (10–15 см на добу), який відбувається у найспекотніші дні червня-липня. У липні триває закладання майбутнього урожаю — формування генеративних органів (чоловічого та жіночого суцвіття), але ростуть вони в цей час дуже повільно. В подальшому починається більш швидке збільшення розмірів волотей, у колосках формуються квітки і утворюється пилок. Жіночі суцвіття відстають за темпами розвитку від чоловічих. У цей період формуються таких важливі елементів продуктивності, як довжина качана та кількість зерен у рядах. Тому для отримання хорошого урожаю кукурудзи з моменту розгортання верхніх листків важливим є забезпечення рослин вологою і поживними речовинами.

Погодні умови останніх років характеризуються значним потеплінням та більш різкими коливаннями середньодобової температури і кількості опадів. Зокрема в період вегетації кукурудзи зменшилася кількість атмосферних опадів, у критичні періоди розвитку рослин кукурудзи, відзначено зниження відносної вологості повітря, збільшення середньодобової температури повітря, що призводить до неповного запилення і, як результат, зменшення врожайності внаслідок череззерниці. Збільшується кількість днів із суховійними явищами. Якщо відмічаються атмосферні опади, то вони носять зливовий характер, що мають малоефективний, а іноді і негативний вплив на ріст та розвиток рослин.

У першій половині вегетації кукурудза досить заощадливо витрачає ґрунтову вологу, від появи сходів до утворення 15-ти листків використовується 7–8 % загального споживання. Брак вологи у період від появи 7-го листка до викидання волотей мало впливає на урожай, але при довшій тривалості посухи (наприклад, від сходів до викидання волотей) він може знизити урожай на чверть. Надалі приріст вегетативної маси починає різко збільшуватися, що підвищує вимоги до вологозабезпечення рослин. Якщо у фазі виходу в трубку (11–13-й листок) вологи недостатньо, то ріст рослин і формування початків гальмується, а продуктивність буде нижчою.

Фаза викидання волотей може тривати від 7 до 12 діб і у цей період завершується формування пилку, витягуються всі членики суцвіть і триває органогенез жіночих суцвіть. За сприятливих погодних умов через 5–7 діб після виходу волоті з розтрубу верхнього листка вона зацвітає. З початком цвітіння кукурудзи ріст рослини у висоту припиняється. До цього моменту інтенсивність росту і швидкість проходження окремих фенофаз дуже залежать від таких чинників, як сума активних температур, кількість опадів до періоду цвітіння чоловічих суцвіть, тривалість світлового дня, густота посіву та ін.

Короткочасна спека впливає на біохімічні процеси, що призводить до некрозу листя, стерильності пилку, передчасного всихання маточкових листя і інших порушень. Основні наслідки жорстокої посухи — це поява безплідних рослин і зниження величини прояву ознак структури урожаю, а основний наслідок спеки — череззерниця.

У період сходи — викидання волотей оптимальною для росту і розвитку кукурудзи є середньодобова температура повітря 20...23 °С. Показником сприятливості умов вирощування кукурудзи є темпи приросту рослин у висоту. Зниження температури нижче 14 °С, різкі перепади денних і нічних температур у цей період порушують розвиток кореневої системи і утворення хлорофілу, а отже, негативно впливають на енергію росту, асиміляційні процеси, розтягують тривалість вегетації.

За 10–14 діб до викидання волотей до молочної стиглості зерна протягом 30 діб триває критичний для кукурудзи період у плані вологозабезпечення. Велика потреба у волозі пов’язана з інтенсивним накопиченням сухих речовин, цвітінням, заплідненням і початком утворення зернівок. Брак вологи у цей період, особливо у поєднанні з повітряною посухою, спричиняє в’янення рослин, передчасне підсихання листя, зниження активності фотосинтезу, порушення процесів запліднення і формування зерна, а отже, зниження урожаю.

Цвітіння волоті починається з верхньої гілочки і поступово поширюється на нижні. Життєздатність пилку при цвітінні в середньому зберігається від 6 до10 годин, а при температурі понад +35°С та вологості нижче 30% втрачає життєздатність швидко — за годину. Зазвичай волоть кукурудзи зацвітає на 2–3 дні раніше за жіноче суцвіття (приймочки качана). Розвиток волоті на одній і тій самій рослині відстає від розвитку приймочок, що забезпечує перехресне запилення. При цвітінні качана стовпчики у вигляді соковитих шовковистих ниток виходять з обгортки назовні. Приймочки на цей час уже готові прийняти пилок і за сприятливих умов зберігають цю здатність протягом 1,5–2,0 тижнів.

Період між цвітінням волотей і появою приймочок качана не має перевищувати 2–5 діб, це забезпечує оптимальне запліднення і продуктивності 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. Запліднення починається з моменту потрапляння пилку на приймочки чи волоски ниток, за умов теплої сухої погоди вже через годину пилок починає проростати, а через 20–30 годин досягає зав’язі. За умов посухи, при температурі понад 30°С, порушуються процеси запліднення, виникає череззерниця і пересихання рилець качанів, що стає причиною зниження урожаю. Нерівномірність посіву за розвитком рослин також знижує ефективність запилення. При несприятливих зовнішніх умовах (температурний, водний, світловий або живильний стрес) скорочується число і маса зерен починаючи з верхівки качана.

Цей період характеризується формуванням зародка і зернівки, початком молочної стиглості. Залежно від умов вегетації складається певна озерненість качанів. Після запліднення зростання рослин кукурудзи полягає, в основному, в накопиченні сухої маси в зернах. Молочна стиглість у скоростиглих гібридів досягається приблизно через 20–25 діб після запилення і 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). Оптимум температури у фазах молочної — повної стиглості кукурудзи становить 22...20°С. Проходження період наливу і достигання зерна визначається генотиповими особливостями гібрида та умовами вегетації, хоча слід зазначити, що тривалість другого періоду вегетації кукурудзи (від цвітіння до повної стиглості) набагато менше залежить від погодних умов, ніж тривалість першого періоду (від сходів до цвітіння волоті), потребує менше вологи. Рослини кукурудзи добре використовують опади у другій половині літа. Максимальна врожайність зерна досягається при вмісті в ньому 60-64% сухої маси (фізіологічна стиглість). У цій стадії утворюється чорний шар (black layer) на місці прикріплення зерна до стрижня.

Особливу занепокоєність викликає погіршення загального фітосанітарного стану посівів, що супроводжується посиленням шкідливої дії хвороб та шкідників кукурудзи. Внаслідок розпилення добрива або гербіциду листя деформуються, мають форму хлиста або цибульного листа, тканини листа не розгортаються з лутовки, з’являються плями або штрихи мертвої тканини на рослині, причому плями можуть бути викликані ураженням, хворобою, пошкодженням вітром або градом, є харчування комахами, дефіцитом азоту або калію, а найбільш частою причиною втрати тканин рослин, в тому числі отворів у тканинах листя і стебел, є пошкодження під дією вітру і граду. Сильний вітер, особливо коли ґрунт вологий або рослини ламкі, буває основною причиною вилягання. Його також можуть викликати пошкодження комахами і гербіцидами коренів, надмірна густота насаджень, нестача поживних речовин та інші. Таким чином, зростає актуальність створення і вирощування стійких до хвороб гібридів як одного з компонентів поліпшення екологічної ситуації й фактора ресурсозберігаючих технологій вирощування.

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