Диагностика продуктивности и качества зерна кукурузы по показателям сбалансированности

Для получения высоких и стабильных урожаев необходимо изучение потенциальных и адаптивных возможностей каждого сорта/гибрида кукурузы. Стандартные критические уровни обеспеченности не выявляют сортовых различий минерального питания кукурузы, в то время как ее продуктивность различна у разных генотипов. В связи с этим определена способность чернозема обыкновенного карбонатного обеспечивать сбалансированное питание кукурузы по системе ИСОД.

Урожайность кукурузы определяется следующими соотношениями элементов в надземной массе растений в раннюю фазу развития: Р/К (r = 0,46); Mg/K (r = 0,56); Cr/Ca (r= -0,51); Сr/Mg (r = — 0,62); Cr/Cu (r = -0,51); Ni/Cu (r = -0,58); N/Cu (r = -0,70). Ведущее значение в регулировании продуктивности кукурузы имеет несбалансированность питания Zn/P (r = -0,53); Zn/Ca (r = 0,56); Zn/Mg (r= -0,59); Zn/Cu (r= 0,68).

Наилучшая сбалансированность питания выявлена у гибридов: Поволжский — 89, Краснодарский 507 АМВ, Краснодарский 632 МВ, Зерноградский 401 МВ, Росс 209 МВ, которые сформировали максимальный урожай зерна соответственно – 7,50; 6,40; 8,92; 6,04; 6,56 т/га. Сильная разбалансированность питания наблюдается у низкопродуктивного сорта Донская высокорослая. В растительной пробе данного сорта отмечается резкий недостаток железа (iFe= 0,2) и избыток калия (iK= 5,5). Таким образом, система ИСОД позволяет уже на раннем этапе развития кукурузы определить дисбаланс между элементами и выявить сортовую специфику минерального питания.

В фазу молочно-восковой спелости выявлена следующая амплитуда колебаний содержания важнейших элементов питания в припочатковом листе кукурузы (в %): N (2,05-2,75), P (0,30-0,37), K (1,85-2,25), Ca (0,52-0,91), Mg (0,27-0,39); (мг/кг): Mn (100-206), Fe (111-243), Cu(4-12), Zn (8-20), Ni (2-6). Согласно классификации обеспеченности растений элементами питания,  все сорта кукурузы неудовлетворительно обеспечены азотом и хорошо – фосфором и калием, оптимально – железом и марганцем, преимущественно низко – цинком, избыточно – медью.

По результатам ИСОД выделены группы сортов/гибридов кукурузы, отличающихся по сбалансированности питания и по показателям продуктивности (по средней массе одного растения, средней массе припочаткового листа, соотношению массы растений к массе листьев).

Первая группа – высокопродуктивная (Академия, Магрит, Краснодарский 194 МВ, Краснодарский 507 АМВ, Росс 209 МВ, Краснодарский 632 МВ, Зерноградский 401 МВ). Для нее характерен повышенный индекс обеспеченности припочаткового листа азотом (iN = 1,1–1,6) высокий – марганцем (iMn = 0,9 – 2,3), сочетающийся с относительным дефицитом Fe, Zn. Сырая масса одного растения составляет 850,0 — 1100 г.

Вторая группа – низкопродуктивная – характеризуется неудовлетворительной обеспеченностью листьев азотом. Превышение индексов обеспеченности листьев Zn, Fe, K и P над индексом обеспеченности азотом говорит о том, что испытание данных сортов и гибридов проведено на агрофоне, не соответствующем требованиям генетики. Это вероятно и послужило причиной их низкой продуктивности. Анализ связи массы одного растения и общей массы листьев с индексами обеспеченности показал, что генотипические различия по питанию связаны с различной способностью сортов кукурузы поддерживать сбалансированное питание N и K, Fe и Mn, P и K.

Высокопродуктивные сорта к фазе молочно-восковой спелости характеризуются повышенной обеспеченностью припочаткового листа Mn и N и лучшей сбалансированностью N и K. Низкопродуктивные сорта, наоборот — пониженной обеспеченностью листьев Mn и резко несбалансированным питанием N и K.

Таким образом, соотношения индексов iN/iK, и iFe/iMn при условии достаточной обеспеченности почвы фосфором можно использовать как критерий  оценки оптимальности питательных условий при выращивании того или иного сорта кукурузы. Установлено, что для кукурузы на черноземе обыкновенном важное значение приобретает оптимизация ее минерального питания не только по N и P, но и по Mn, Fe, Zn. Результаты исследований позволяют отметить, что используемая в Госсортосети методика сравнения продуктивности разных сортов на одном и том же фоне без применения удобрений несовершенна, так как не позволяет достоверно сравнить генотипическую продуктивность разных сортов кукурузы. Необходимо учитывать их реальную в соответствии с физиологическими особенностями обеспеченность основными элементами питания.

Анализ химического состава зерна кукурузы по системе ИСОД позволил установить его качество по сбалансированности макро- и микроэлементов (табл. 11).

Таблица 11 — Сбалансированность химического состава зерна кукурузы

Гибриды Зерноградский 301 МВ, Росс 209 МВ характеризуются наиболее сбалансированным химическим составом зерна, в то время как у сорта Донская высокорослая наблюдается резкий недостаток фосфора, калия, азота, кальция и избыток цинка, магния, что повлияло на урожай зерна. В группу дефицитных попадают Zn, Cu, Sr. Однако относительный дефицит химических элементов особенно первого или второго классов опасности является одним из показателей качества питания растений.

Выявлено, что низкая концентрация в зерне Са и высокая Р приводит к нарушению соотношения Р/Са и K/Ca+Mg(рис. 3).

Рис. 3. Влияние содержания кальция и калия в надземной массе разных сортов и гибридов кукурузы в фазу 6-8 листьев на соотношение в зерне К/ Са + Mg

Примечание: соотношение К/ Са + Mg: Донская высокорослая – 3,07; Поволжский 89 – 3,01; Поволжский 212 – 5,02; МВ МТЦ 448 – 4,43 (норма 2,0-2,5).

Установлена зависимость Р/Са от сбалансированности минерального питания кукурузы на черноземе обыкновенном карбонатном:

Функция Р/Са = 0,461-1,666

Показатель Р/Са определялся почвенными условиями, влияющими на сбалансированность Ni, Zn, Cr, Cu (избыток) и P, K, Ca, Mg (дефицит). Установлена достоверная корреляция вариации Р/Са на черноземе обыкновенном карбонатном с соотношениями  P/ Mg (r=0,80), Р/Mn (r=0,70).