Прогнозирование урожайности кукурузы в условиях Ростовской области

Удобрения кукурузы. При выращивании на зерно без орошения в лесостепной и степной зонах кукуруза может давать урожайность 60-70 ц с 1 га, а при орошении - 100 ц и более с 1 га. Хотя вынос элементов питания на 10 ц зерна у кукурузы близок к другим зерновым культурам (25-30 N, 8-32 P₂O₅ и 22 - 27 кг K₂O ), размеры потребления питательных веществ этой культурой могут быть даже выше, чем с хорошими урожаями корне- и клубнеплодов. Так, при урожайности 100 ц зерна с 1 га в орошаемых условиях вынос составляет более 250 кг N, 100 кг P₂O₅. и 360 кг K₂O , а при урожайности зеленой массы 500-600 ц с 1 га - 150-180 кг N, 50-60 кг P₂O₅ и 150-200 кг K₂O. Кукуруза очень требовательна к почвенному плодородию. Она не переносит кислых почв, и без их известкования даже при внесении высоких норм органических и минеральных удобрений нельзя рассчитывать на получение хорошего урожая этой культуры. Кукуруза потребляет питательные вещества в течение всего периода вегетации - вплоть до наступления восковой спелости зерна. Однако наиболее интенсивное их поглощение наблюдается в период быстрого роста за сравнительно короткий промежуток времени - от выметывания метелок до цветения. Для получения высокого урожая кукурузы решающее значение имеет применение органических и минеральных удобрений, а в Нечерноземной зоне - и известкование кислых почв.

Кукуруза  очень отзывчива на внесение навоза и других органических удобрений. По многолетним опытным данным, применение навоза в средних нормах 40-60 т на 1 га повышает урожай зерна кукурузы на дерново-подзолистых и серых лесных почвах Полесья Украины на 8-10 ц, в степной зоне Украины - на 3-5, на черноземах Молдавии - на 5-6 ц на 1 га. С увеличением нормы навоза урожай кукурузы возрастает, особенно при выращивании на силос на менее плодородных почвах Нечерноземной зоны. В этих условиях целесообразно возделывание кукурузы в прифермерских севооборотах, а также на постоянных участках при систематическом внесении высоких норм навоза и минеральных удобрений в сочетании с известкованием. Совместное применение навоза и минеральных удобрений обеспечивает получение хороших урожаев кукурузы при меньших нормах органического удобрения. При посеве кукурузы на плодородных почвах после хорошо унавоженных предшественников можно ограничиться внесением под нее одних минеральных удобрений. В составе полного минерального удобрения на дерново-подзолистых и серых лесных почвах, выщелоченных черноземах наиболее эффективны азотные удобрения. На обыкновенных, мощных и карбонатных черноземах наибольшие прибавки зерна получают от внесения фосфорных удобрений (и сочетания фосфора и азота), а калийные удобрения на этих почвах часто не оказывают положительные действия. На орошаемых посевах кукурузы Юга и Юго-Востока, особенно на каштановых почвах. Поволжья, возрастает роль азота на фоне фосфора, а применение калия целесообразно на фоне высоких норм азотно-фосфорных удобрений.

Навоз, фосфорные  и калийные удобрения следует  вносить под зяблевую вспашку (или  перепашку зяби в Нечерноземной  зоне). Азотные удобрения лучше  применять весной под предпосевную обработку почвы. Роль азота сильно возрастает при выращивании кукурузы как кормовой культуры, особенно когда при загущенном посеве предусматривается раннее использование зеленой массы.

Кукуруза  очень медленно растет в первый месяц  после всходов и поглощает ограниченное количество элементов питания. Однако недостаток доступных питательных веществ в этот период, особенно фосфора, отрицательно сказывается на дальнейшем развитии растений, снижает использование элементов питания из основного удобрения и почвы. Для обеспечения проростков кукурузы легкодоступными питательными веществами необходимо вносить небольшие дозы удобрений при посеве. При посеве кукурузы особенно эффективно местное внесение в гнезда небольшой дозы фосфора (5-7 кг P₂O₅ на 1 га) в виде гранулированного суперфосфата или аммофоса. Удобрения следует вносить отдельно от семян - на 4-5 см в стороны и на 2-3 см ниже семян, чтобы избежать вредного действия высокой концентрации почвенного раствора на проростки кукурузы. Для обеспечения кукурузы элементами питания в период наиболее интенсивного роста в условиях достаточного увлажнения и при орошении в дополнение к основному удобрению можно провести подкормки азотом. За вегетационный период проводят 1-2 подкормки в дозах по 20-30 кг д.в. В подкормку удобрения вносят культиваторами-растениепитателями с заделкой на глубину 8-10 см во влажный слой почвы. Необходимо помнить, что перенесение в подкормку фосфорных удобрений (и калийных, за исключением легких почв) снижает их эффективность, особенно при недостатке влаги в почве. Роль основного удобрения возрастает в условиях возделывания кукурузы по индустриальной технологии, исключающей послевсходовые обработки (Смирнов П.М., Муравин Э.А.).

1.4 Использование, свойства и хозяйственное значение кукурузы

Кукуруза - основная силосная культура. По урожайности зеленой массы  она превышает почти все кормовые культуры. Один центнер силоса, приготовленного из кукурузы в фазе молочно-восковой спелости, соответствует 0,22-0,24 к.е., а восковой-0, 28-0, 32 к.е. Содержание переваримого протеина - 1,4-1,8 кг. Силос кукурузы имеет хорошую переваримость и диетические свойства, богатый каротином. Вилки, засилосование в восковой или молочно-восковой спелости, это ценный концентрированный корм. В 1 ц его содержится до 40 к.е. и 2,6 кг протеина.

Кукуруза  имеет важное значение в зеленом конвейере, обеспечивая животноводство зеленой массой, богатой углеводами и каротин. В 1 ц зеленой массы кукурузы, собранной до выбрасывания метелки, содержится 16 к.е. Листостебельных масса, остающаяся после уборки кукурузы на зерно, является хорошим грубым кормом, который по питательности почти не уступает ячменной и овсяной соломе. В 1 ц кукурузной соломы содержится 37 к.е., а в 1 ц размолотых стержней - 35 к.е.

Недостатком кормов из кукурузы является недостаточное  содержание переваримого протеина. В силосе есть 60-65 г протеина, в зерне 75-78 г на 1 к.е., при норме 100-110 г на 1 к.е. Это приводит к перерасходу кормов в 1,3-1,4 раза. Поэтому для сбалансирования рациона протеином, животным скармливают кукурузу вместе с бобовыми культурами.

Зерно кукурузы используется на продовольственные  цели. Из него изготавливают более 150 пищевых и технических продуктов: мука, крупа, хлопья, крахмал, сироп, глюкозу, спирт. Из 100 кг зерна получают 37-40 л спирта, на 3-5 л больше, чем из зерна других культур. Из зародышей зерна добывают ценную пищевую масло, которое обладает лечебными свойствами (уменьшает содержание холестерина в крови и предотвращает заболевание атеросклерозом). Из стержней початков изготавливают фурфурол, лигнин, ксилозу, получают целлюлозу и бумагу. С 1 ц зерна можно получить 56 кг крахмала (или 60 кг фруктозы или 38 л спирта), 22,4 кг корма с содержанием протеина 21%, 5,2 кг глютеновой муки и 2,7 кг кукурузного масла.

Кукуруза, как  пропашные культуры имеет важное агротехническое значение. При соблюдении требований агротехники она оставляет поле чистым от сорняков с разрыхленным грунтом. Возвращается значительная часть органики в виде корней и стеблевых остатков. Важным элементом биологизации растениеводства является запашка листостебельных массы при сборе и вывозе с поля только зерна кукурузы. На каждую тонну припаханой кукурузы в почву возвращается N16-17 P 47 K 30-37 Mg 4. Припахивание 7 т листостебельных массы равноценно за поступлением элементов питания внесению 20-25 т навоза. Кукуруза - хороший предшественник для зернобобовых, яровых зерновых культур; хуже для озимых зерновых, так как после нее тяжелее качественно подготовить почву к севу.

Кукуруза - одна из самых ценных кормовых культур. По урожайности зерна она превышает все зерновые культуры. Зерно используется на продовольственные цели (20%), технические (15-20%) и на фуражные (60-65%). По содержанию кормовых единиц зерно кукурузы преобладает овес, ячмень, рожь. Килограмм его содержит 1,34 кормовой единицы, 78 г переваримого протеина. Протеин представлен неполноценным зеином и глютелин, поэтому скармливать зерно следует в смеси с высокопротеиновым кормами. В зерне кукурузы 65-70% углеводов, 9-12% белка, 4-8% растительного масла (в зародыше до 40%) и лишь около 2% клетчатки. Содержатся витамины А, Вр В2, В6, Е, С, незаменимые аминокислоты, минеральные соли и микроэлементы. Содержание белка невысок, он дефицитный по некоторым незаменимыми аминокислотами, особенно по содержанию лизина и триптофана.

Кукурузу  можно по праву назвать химическим комбинатом в миниатюре. В ней  избирательно накапливается и перерабатывается четверть элементов периодической системы Менделеева. Для этого достаточно сделать химический анализ составляющих зерна. Здесь есть калий и фосфор, магний и кальций, сера и натрий, железо и алюминий, медь и мышьяк, никель и кобальт, бром и золото. Кукурузное зерно содержит значительное количество спирторастворимого белка зеина, образующегося в эндосперме зерна. Там же, в эндосперме, а также в зародыше образуются наиболее ценные аминокислоты триптофан и лизин. Всего же в зернах содержится более 18 различных аминокислот. Кроме того, здесь найдены глицериды, фосфатиды и другие вещества. В кукурузе содержится наиболее ценный из каротинов провитамин А. Конечно, процент содержания того или иного вещества в кукурузном растении зависит от многих факторов. Так, сорта лопающейся кукурузы богаты белком, в крахмалистой - больше жира и крахмала. Полезное содержание зерна зависит от условий выращивания. При продвижении культуры к юго-востоку в растениях больше накапливается белка и меньше крахмала. В увлажненных местах в семени обнаруживается больше крахмала. К сожалению, кукуруза не содержит важнейших (так называемых незаменимых, т.е. не производимых самим организмом человека) аминокислот. Поэтому авитаминозное заболевание пеллагру, поражающее кожу, лицо, шею и пищеварительный тракт человека, называют болезнью «кукурузных народов», тех, для кого кукуруза - это и хлеб, и основное, и деликатесное блюдо. Заболевание обусловлено недостатком в организме витамина РР (никотиновой кислоты). Но уже сейчас американские и российские селекционеры достигли обнадеживающих результатов в выведении сортов маиса с большим содержанием незаменимых аминокислот в белке зерна при высокой усвояемости этого белка, а это значит, что по питательной ценности белок такой кукурузы не уступает белку молока.

В пищевой  промышленности из зерна кукурузы  вырабатывают крупу, муку, крахмал, хлопья, палочки, «взорванную» кукурузу, сурро­гат кофе, кукурузное масло. Также используется для производства множества других разнообразных продуктов. Кукурузное масло – сырье для получения дорогих красок, мыла и заменителей резины. Из белка зеина, содержащегося в зернах, изготавливают напоминающие шерсть искусственные волокна. Кукурузный крахмал используют для аппретирования тканей и кожи, каландрирования (повышения плотности и гладкости) бумаги. Он также применяется в производстве вискозного волокна, взрывчатых веществ, лекарственных препаратов и декстриновых клеев.

Все продукты из кукурузных зерен проходят предварительную  очистку от оболочек и зародыша, хотя встречается и цельный помол (кустарный или домашний), без отходов отрубей. Из зародышей кукурузы получают кукурузное (или маисовое) масло, которое славится своими питательными, диетическими и лечебными свойствами.

Из проростков кукурузы делают салаты, из зародышей  выжимают пищевое масло, а крахмал  зерен используют как таковой  или приготавливают из него сироп. Кукурузный крахмал – не только хороший сгуститель, но и сырье для производства уксуса и различных алкогольных напитков, включая виски (бурбон). Кукурузный сироп используют как подсластитель в желе, джеме и других кондитерских изделиях.

Используются  также стебель и другие вегетативные части растения: из них получают строительные и упаковочные материалы, бумагу, почвоулучшающие добавки, взрывчатку. Кочерыжки початков дают фурфураль – сырье для производства пластмасс, нейлона и других синтетических веществ. Обвертки початков широко применяются как набивка. Из мягкой сердцевины стеблей изготавливают папиросную бумагу(http://www.ukragroconsult.com).

2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Характеристика района  исследования

2.1.1 Климат

Полевые исследования проведены на территории ГСУ «Целинский». Землепользование ГСУ «Целинский»  Целинского района Ростовской области по климатическим условиям можно охарактеризовать как зону недостаточного и неустойчивого увлажнения с сильно выраженным летним максимум осадков при минимуме в осенний период. Наиболее жарким месяцем является июль 22,9^оС, наиболее холодным январь -5,5^оС. безморозный период равен 180 дням, в году с колебанием в сторону увеличения или уменьшения не более 20 дней (Хрусталев Ю.П., Андреев С.С., Андриани Ю.Р., 2002).

Для территории ГСУ «Целинский»  Целинского района Ростовской области характерно постоянное или периодическое воздействие неблагоприятных для сельскохозяйственных растений экстремальных факторов среды – недостатка или избытка влаги, экстремально высоких или низких температур воздуха и почвы, явления погоды опасные для с.- х. растений можно разделить на две группы: простые и сложные. К сложным относятся - заморозки, засухи и суховеи, пыльные бури. К простым - сильные ветры, сильные осадки, град, грозы, гололед.

В основном на территории ГСУ «Целинский»  преобладают два типа ветров: восточный и северо-восточный, которые ухудшают климат, усиливая его континентальность. В зимний и весенний периоды при скорости ветра более 10-12 м/сек. возникают пыльные бури, повторяющиеся через 3-4 года. Сильный ветер при низкой относительной влажности воздуха способствует иссушению почвы, приводит к ее выдуванию.

Восточные и  северо-восточные ветры в летний период при высокой температуре и низкой относительной влажности приобретает характер суховеев, что является едва ли не главным бичом для сельскохозяйственных культур. Наиболее продолжительные суховеи проявляются в июле-августе.

В среднем  за год выпадает 484 мм, в отдельные годы возможны резкие отклонения от средних данных.

Климат района (как и области  в целом) носит континентальный  характер. Сумма температур выше 10^о составляет 3219^о; среднегодовая температура – около 8,7^о. За год самым холодным месяцем является январь, в течение которого температура понижается до -7^о, самым теплым – июль (температура поднимается до +28^о). В зимний период средняя глубина промерзания почв составляет 36 см. Возможности сельского хозяйства ограничиваются поздними весенними и ранними осенними заморозками. Холодный сезон отличается сильной изменчивостью температуры. Она обусловлена частыми сменами воздушных масс. В теплый же сезон температура воздуха распределяется монотонно и имеет более стабильный режим.

Среднегодовая относительная влажность  воздуха в Целинском районе повышена и в среднем составляет около 72%. На рассматриваемой территории наблюдается четко выраженный внутригодовой ход относительной влажности, обратный ходу температуры воздуха. Годовое количество осадков, выпадающих по району, составляет 435 мм (в том числе в вегетационный период – 272 мм); испарения за год – 1000 мм. Среднее число дней с осадками – 123. Большая часть атмосферных осадков выпадает в теплый период (апрель-октябрь). Устойчивый снежный покров образуется не каждую зиму.

Ветровой режим формируется  под воздействием широтной циркуляции. Для Целинского района преобладающими являются ветра восточного направления. Это преобладание сохраняется во все сезоны года, лишь летом несколько возрастает повторяемость ветров с западной составляющей. Средняя годовая скорость ветра составляет 4 м/с. Наибольшее число дней с сильным ветром (до 44) наблюдается зимой, а наименьшее (до 22) – летом. Число дней с пыльными бурями – 5,8. Примечание: cкорости ветров, вызывающих пыльные бури и метели принимаются с 6 м/с.

Величина ГТК для Целинского района составляет 0,84. Коэффициент увлажнения – 0,44. Радиационный баланс солнечной энергии составляет 64,3 ккал/см год (2691 МДж/м год). На основании данных характеристик биоклиматический потенциал района равен 3,06.