• 3.1.2 Вимоги кукурудзи до факторів навколишнього середовища
  
  

Вимоги до тепла. Агрокліматичні умови території України неоднорідні, тому виділяють чотири зони для кукурудзосіяння: Степ, Лісостеп, Полісся, гірські райони Карпат та степний Крим. Кожна зона має ґрунтові особливості, умови зволоження і температурний режим, які суттєво впливають на врожай. Період, коли кукурудза може активно розвиватися та накопичувати органічну речовину, обмежений датою стійкого переходу середньодобової температури повітря через 10^оС. Важливою особливістю теплового режиму кукурудзи є його тривалість у поєднанні із доброю вологозабезпеченістю.

Насіння кукурудзи починає проростати при температурі близько 8°С. Однак при такій температурі проростання йде дуже повільно, проростки загнивають і посіви зріджуються. Ю.І. Чирковим встановлено, що при запасах продуктивної вологи більше 15 мм у шарі ґрунту 0 – 10 см і температурі 11 – 12°С сходи кукурудзи з'являються через 20 – 25 днів, а при 18 – 22°С – через 6 – 8 днів [2].

Біологічним мінімумом для кукурудзи вважається температура  10 ^оС, нижче якої процеси зростання і розвитку рослин практично припиняються. Кількість листя,  що утворюється на головній стеблині, є сортовою ознакою, пов'язаною з скоростиглістю сорту.  Між кількістю листя що утворюється  на головній стеблині, і сумою ефективних температур (вище 10 ^оС), що накопичується за  цей період, існує стійкий зв'язок. Середня сума ефективних температур, що доводиться на один міжлистовий період, складає 30 ± 2 ^оС  [2].

 Високі температури (+25...+30ºС) кукурудза до цвітіння витримує добре, але, якщо вони в період викидання волотей і появи стовпчиків качанів перевищують 30-35ºС, різко порушується нормальний перебіг цвітіння і запліднення. Максимальна температура, за якої припиняється ріст кукурудзи, становить +45-47ºС. Сума біологічно активних температур, необхідних для дозрівання скоростиглих гібридів і сортів, становить 1800-2000ºС, середньоранніх і середньостиглих – 2300-2600ºС, пізньостиглих – 3000-3200ºС. (дивись  Паламарчук В.Д., Поліщук І.С., Каленська С.М., Єрмакова Л.М. Біологія та екологія сільськогосподарських  культур. с. 439 – 440).

 Заморозки навесні не шкодять кукурудзі, якщо не ушкоджується точка росту. Осінні ж заморозки до рівня нижче мінус 4°С спричиняють відмирання рослин і зниження поживності корму. Високу потребу кукурудзи в теплі треба враховувати при визначенні строків сівби й збирання. Коливання врожайності кукурудзи по роках вирощування у північних регіонах більше залежать від суми температур, ніж від вологи [4].

Вимоги  до вологи. За відношенням до вологи кукурудза порівняно посухостійка культура. На утворення 1 кг сухої речовини, вона витрачає 174-406 кг води. Потреба рослин у воді змінюється протягом вегетаційного періоду. Кукурудза добре переносить посуху до початку появи волотей, але якщо за 10 днів до їх появи і протягом 20 днів після появи спостерігається посуха, то врожайність значно знижується. Вона є досить посухостійкою культурою, за рахунок сильно розвиненої кореневої системи, яка з ґрунту вбирає багато вологи.  (дивись  Паламарчук В.Д., Поліщук І.С., Каленська С.М., Єрмакова Л.М. Біологія та екологія сільськогосподарських  культур. с. 440 – 443).

Важливо й те, що кукурудза в період найбільшої потреби у волозі утворює потужну кореневу систему, що проникає в глибокі шари ґрунту. Ця культура може поглинати вологу й через листки рослин. Незважаючи на великий   об’єм  борошнистої   частини   зерна  (зерно кукурудзи поглинає 32-40% вологи від своєї сухої маси), вологість ґрунту навесні звичайно є достатньою для набрякання й проростання насіння. Якщо ж верхній шар ґрунту сухий, то насіння висівають трохи глибше [4].

Нестача води на будь-якій стадії розвитку рослини кукурудзи може призвести до зменшення врожайності.

Після утворення на рослинах 8 - 9 листків і особливо з появою волоті потреби кукурудзи у волозі різко зростають. Найбільша потреба кукурудзи у волозі спостерігається в період інтенсивного росту і накопичення сухої речовини, який триває близько 30 днів, починаючи за 10-14 днів до викидання волоті й до настання молочної стиглості зерна. Нестача вологи в цей критичний період, що часто супроводжується ще й повітряною посухою, призводить до в'янення рослин, висихання листків, зниження активності фотосинтезу й життєздатності пилку (рис.2.1). У результаті знижується запліднення, що, у свою чергу, призводить до череззерниці й зменшення врожайності.

Нестача у фазі молочної стиглості є причиною передчасного наливу зерна, формування мілкого зерна у верхній частині качана і, як наслідок – до зниження урожаю  (рис.  2.2). (дивись Шиндин А.П.,  Багринцева В.Н.,  Горбачева А.Г.  Кукуруза. Современная технология возделывания. с. 16 – 17).

Рисунок 2.1 – Пошкодження від нестачі вологи у фазі цвітіння волоті

Рисунок  2.2 – Пошкодження качана при нестачі вологи

У надмірно зволоженому ґрунті через поганий доступ повітря дуже повільно проростає насіння, що призводить до його загнивання; слабко розвивається коренева система; рослини погано засвоюють фосфор і погіршується їх білковий обмін; вони жовкнуть і дають низький урожай. Оптимальна для неї вологість ґрунту становить 70-80%НВ, що забезпечується випаданням улітку до 300 мм опадів. 

Разом з тим надлишок вологи, зокрема близьке залягання ґрунтових вод, негативно впливає на розвиток кукурудзи. У надмірно зволоженому ґрунті через поганий доступ повітря дуже повільно проростає насіння, що призводить до його загнивання; слабко розвивається коренева система; рослини погано засвоюють фосфор і погіршується їх білковий обмін; вони жовкнуть і дають низький врожай. За надмірних опадів у період достигання та збирання врожаю качани ушкоджуються грибними хворобами, що призводить до зниження врожаю зерна і погіршення його якості. (детальніше О.І. Зінченко, В.Н. Салатенко, М.А. Білоножко Рослинництво: Підручник. с. 249-251).

Незважаючи на те, рослини кукурудзи ефективно використовують воду,  вважається, що вона  більш потерпає від вологісного  стресу, ніж  інші культури. Частково це зумовлено незвичайною структурою квіток, з окремими чоловічими та жіночими статевими органами, а частково тим, що всі суцвіття на одній рослині розвиваються в один і той же час. Якщо вологісний стрес відбувається під час їх розвитку, всі  наступні фізіологічні процеси будуть порушені. (детальніше Procrop maize growth & development. State of New South Wales through NSW Department of Primary Industries, 2009. с. 25-26.  http://dpi.nsw.gov.au>_data/assets/pdf_file/007...maize...).

Кукурудза дуже чутлива до зрошення. Якщо вологість грунту під час росту і розвитку кукурудзи підтримується на рівні 70-80% найменшої вологоємності, то урожай зерна в степовій зоні збільшується в 3-3,5 рази у порівнянні з посівами, що знаходяться в умовах природного зволоження [7].

Вимоги  до світла. Навіть серед рослин, що засвоюють велику кількість світлової енергії, кукурудзі належить одне з перших місць. Цьому сприяє потужний розвиток асиміляційного  листового  апарату,  що  нерідко  перевищує площу посіву в 3 – 5 разів, а в умовах поливного землеробства навіть більше.

Висока продуктивність кукурудзи обумовлена фізіологією фотосинтезу, великою площею листя, а також високою щільністю провідних  пучків в них. Кукурудза належить до групи культур (в основному тропічного походження), які здійснюють асиміляцію вуглекислоти в процесі фотосинтезу за ефективною з енергетичної точки зору С₄  схемою. Це дає їй ряд істотних переваг у формуванні врожаю. (детальніше Procrop maize growth & development. р. 1-2).

За даними Б.І. Гуляєва кукурудза має підвищений ККД ФАР (0,4-1,1% в порівнянні з 0,2-0,5% у пшениці). Приріст біомаси у кукурудзи становить 50-54 г / м² на добу, в той час як у рослин групи С_З лише 34-39 г / м². Високий коефіцієнт поглинання енергії сонячної радіації забезпечується ще й тим, що листя рослин кукурудзи містять значно більшу в порівнянні з іншими культурами кількість хлорофілу. Це сприяє створенню за короткі терміни високого врожаю, що обумовлює вимогливість кукурудзи до умов освітленості. Оптимум  становить 27-32 люкс при тривалості світлового дня близько 12-14 годин.

Кукурудза - рослина короткого дня, найшвидше вона переходить у генеративну фазу розвитку при тривалості світлового дня в 8-9 годин. При тривалості світлового дня понад 12-14 годин вегетативна фаза й весь вегетаційний період подовжуються. Тому гібриди для північних регіонів вирощування кукурудзи повинні бути генетично пристосованими до умов довгого дня.

Один і той же гібрид утворює у північних районах більшу кількість міжвузлів і листків, ніж у південних [4].

Існує оптимальне співвідношення між розвитком листкової поверхні рослин, світловим режимом і продуктивністю рослин у посівах. Численні спостереження за кукурудзою дозволяють зробити висновок про те, що за сприятливих умов водопостачання та ґрунтового живлення оптимальною є площа листя 30-35 тис. м²/га [7]. 

За умов найбільш сприятливого світлового режиму відмічається й найбільш висока продуктивність рослин. При подальшому збільшенні листкової поверхні або згущені посівів (а ці показники, як правило, взаємопов'язані) значно погіршується світловий режим, особливо середніх і нижніх листків; це знижує їх продуктивність, а в кінцевому рахунку і врожай.

За даними В.С. Цикова [8], оптимальна густота стояння рослин для ранньостиглих гібридів зернового напряму становить у зоні Лісостепу 60-65 тис./га, середньоранніх – 55-60 тис./га, середньостиглих – 45-50 тис./га, середньопізніх – 30-35 тис./га. За даними урожайності зеленої маси, оптимальною для ранньостиглих гібридів є густота стояння рослин 120 тис. шт./га, для    середньоранніх – 110-120  тис. шт./га, для середньостиглих  – 90-100 тис. шт./га, а для середньопізніх – 90 тис. шт./га [9].

  Значення світла, як найважливішого екологічного чинника не обмежується тільки його участю у фотосинтезі і тим самим у створенні врожаю рослин. Від світлового режиму залежить процес розвитку кукурудзи, що має істотне значення для селекційної практики та створення сортів, найбільш адаптованих до конкретних умов середовища.

Вимоги  до ґрунтів та мінерального живлення. Вимоги кукурудзи до ґрунтів перебувають у взаємозв'язку із кліматичними умовами. При обмеженій вологості суглинкові ґрунти, як більш вологоємні, краще підходять для кукурудзи, ніж піщані. У північних регіонах за нестачі тепла й за підвищеної вологості для вирощування кукурудзи більш придатні добре окультурені легкі суглинкові, супіщані й піщані ґрунти, які навесні швидше прогріваються.

Найкращі умови для росту й розвитку створюються на чорноземах. У північних регіонах вирощування кукурудзи перевагу варто віддавати полям, захищеним від вітру й розташованим на південних схилах, але для запобігання водній ерозії кут ухилу поверхні ґрунту не повинен перевищувати 5°. Непридатними для вирощування кукурудзи є холодні й перезволожені ґрунти, особливо в північних регіонах. У північних регіонах через небезпеку заморозків не можна вирощувати кукурудзу й на болотистих ґрунтах (табл. 2.1).

Таблиця 3.1 -  Вплив властивостей ґрунтів на їх придатність для

вирощування кукурудзи [4]

Вимоги кукурудзи вищі до рівня культури землеробства, ніж до типу ґрунту. Кукурудза росте на будь-яких ґрунтах при рівні їх рН не нижче 5,6 і не вище 7,2 (слабо кислі, ближчі до нейтральних ґрунти). При високій кислотності ґрунту врожайність зменшується і при рН < 5,0 це зменшення може складати 30%.

Важкі за гранулометричним складом ґрунти, та ті, що легко ущільнюються ґрунти, так само, як засолені і перезволожені у зв'язку з близьким заляганням ґрунтових вод, і ґрунти з підвищеною кислотністю менш придатні для обробітку кукурудзи. Щоб отримувати на таких ґрунтах високі стійкі врожаї зерна і зеленої маси, необхідна систематична робота з покращення цих ґрунтів [4].

Кукурудза погано переносить засолені ґрунти, особливо в посушливі роки, коли концентрація ґрунтового розчину значно підвищується [10]. Слід уникати солонців, однак вміле гіпсування може зробити їх придатними для вирощування кукурудзи. Перевагу слід віддавати солонцюватим ґрунтам з більш глибоким орним шаром (не менше 18 – 20 см).

Кукурудза досить вимоглива до підвищеного мінерального живлення і, як культура тривалого вегетаційного періоду, здатна засвоювати поживні речовини впродовж всього життєвого циклу. На створення 1 т зерна з відповідною кількістю листостеблової маси кукурудза споживає із ґрунту та добрив, в середньому, 24-30 кг азоту, 10-12 кг фосфору та 25-30 кг калію. Для формування урожаю зерна на рівні 4,5-5,0 т/га кукурудза виносить з ґрунту, в середньому, 110-150 кг азоту, 45-60 кг фосфору та 115-150 кг калію. (детальніше О.І. Зінченко, В.Н. Салатенко, М.А. Білоножко Рослинництво: Підручник. с. 253-254).

Таку кількість поживних речовин в доступних рослинам формах, навіть при високому рівні родючості, ґрунт не в змозі забезпечити. Тому добрива лишаються одним із найвпливовіших факторів підвищення врожайності культури. Дози внесення мінеральних добрив під посіви кукурудзи застосовують з урахуванням забезпеченості орного шару ґрунту рухомими елементами живлення та середнього виносу макроелементів з урожаєм основної і побічної продукції [10].

Орієнтовні   норми внесення мінеральних добрив наступні: у Степу – N_60-90P₆₀K_35-40, Лісостепу – N₁₂₀P₉₀K₉₀, Поліссі і західних областях – N₁₃₀P₁₀₀K₁₀₀. Крім цього вносять органічні добрива, зокрема, гній в Лісостепу та Поліссі в нормативному обсязі 30-40 т/га, в Степу – 20-30 т/га [11].