Биологические особенности кукурузы кратко
Обновлено: 02.07.2024
Кукуруза — однолетнее, однодомное, раздельнополое, перекрестноопыляющееся растение. На растении имеется 2 типа соцветий: мужские (метелки) располагаются на верхушке стебля, а женские (початки) — в пазухах листьев на верхушке боковых побегов с укороченными междоузлиями; опыляется кукуруза ветром.
Кукуруза — теплолюбивое растение. Семена прорастают при 8. 10°С, всходы появляются при температуре не ниже 10. 12°С, наиболее благоприятная температура для роста и развития растений 20. 27 °С. При температуре выше 30. 35°С в ' фазе цветения пыльца теряет оплодотворяющую способность. Заморозки в — 2. — 3 °С повреждают всходы, а осенью — листья, при — 3°С недозрелое влажное зерно теряет всхожесть. Кукуруза лучше переносит весенние заморозки, чем осенние. Растения, погибшие от мороза осенью, следует сразу засилосовать.
Кукуруза относится к сравнительно засухоустойчивым культурам. Благодаря мощной мочковатой корневой системе, проникающей на большую глубину (до 3 м), она хорошо использует воду из почвы и экономно ее расходует: на образование 100 кг сухого вещества от 17,4 до 40,6 т воды, т. е. меньше, чем овес и ячмень. Для получения 3,5—4 т/га зерна или 35— 40 т/га зеленой массы необходимо 260—300 мм осадков в летние месяцы или проведение полива. Кукуруза относительно хорошо переносит засуху до фазы выхода в трубку. Недостаток влаги за 10 дней до выметывания и спустя 20 дней после выметывания резко снижает урожай. За этот период (называемый критическим) кукуруза расходует 50 % влаги от общего количества, необходимого для роста и развития.
Кукуруза — светолюбивое растение короткого дня. Она требует интенсивного солнечного освещения, особенно в начале развития, поэтому чрезмерное загущение посевов или их засоренность приводит к резкому снижению урожая. Продолжительность вегетационного периода у кукурузы колеблется от 75 до 180 дней. Продолжительный световой день удлиняет вегетационный период кукурузы, а короткий сокращает этот период.
Кукуруза требовательна к почвенному плодородию и весьма отзывчива на внесение удобрений. Лучшими для нее являются структурные черноземные, темно-каштановые, темно-серые суглинистые и супесчаные, а также пойменные почвы. Дерново-подзолистые почвы для культуры должны быть заправлены органическими и минеральными удобрениями и хорошо окультурены. Наиболее благоприятная реакция почвенного раствора для кукурузы близка к нейтральной (рН 7,5). Оптимальная плотность почвы для кукурузы находится в пределах 1,1 —1,3 г/см3.
По форме, химическому составу и внутреннему строению зерновок у кукурузы выделяется 8 подвидов: зубовидная, кремнистая, крахмалистая, сахарная, крахмалисто-сахарная, лопающаяся, восковидная и пленчатая.
Кукуруза — теплолюбивое растение, семена прорастают при прогревании почвы в слое 0–10 см до +10°С. Рост вегетативной массы происходит при среднесуточной температуре воздуха выше +10°С.
У кукурузы различают следующие наиболее значимые фазы формирования растения: всходы, пятый лист, седьмой—восьмой листья (период интенсивного роста), выметывание метелки, цветение метелки и початка, полная спелость.
Всходы появляются на 7–15 день после посева, в зависимости от температурного режима и влажности почвы.
По достижении стадии 5–6 листьев, обычно рост надземной части кукурузы приостанавливается. Это связывают с интенсивным развитием корневой системы.
Корневая система у кукурузы мочковатая, состоит из нескольких ярусов. Зерно прорастает одним зародышевым корешком, от которого ответвляются боковые зародышевые корни, составляющие первый ярус корневой системы. Из первого узла подземной части стебля образуются первичные корни (второй ярус корневой системы). Из других подземных узлов стебля образуются узловые корни (третий ярус корневой системы). Из надземных узлов, находящихся у поверхности почвы, образуются опорные (воздушные) корни, которые, углубляясь в почву, обеспечивают устойчивость растений. При окучивании растений воздушные корни образуют дополнительную мочковатую систему, принимающую участие в питании.
Основная масса корней расположена на глубине 30–60 см, часть корней проникает на глубину 150–200 см. При недостатке влаги в верхнем слое в начале вегетации корни распространяются вглубь, при обильном увлажнении верхнего слоя корни ветвятся у поверхности почвы. Растения с корневой системой, расположенной близко к поверхности почвы, хуже переносят недостаток влаги во время цветения, чем растения с корневой системой, проникающей глубоко.
Критическим периодом в вегетации кукурузы считается 10 дней до цветения, цветение и 20 дней после цветения. Этот период наиболее значимый для формирования урожая зерна.
Кукуруза — перекрестноопыляемое, однодомное, раздельнополое растение, имеющее мужское соцветие (метелку) и женское соцветие (початок). В процессе цветения метелки происходит формирование пыльцы (пыльцевых зерен) в пыльниках метелки и их выброс. Время цветения метелки различное у разных гибридов, образцов и составляет, в зависимости от погодных условий от нескольких часов до 7–9 дней. Цветение початка видно по наличию тычиночных нитей — рылец. Сначала из обертки початка показыватся тычиночные нити от основания, последними — верхушки початка. При благоприятных условиях цветение метелки, как правило, начинается одновременно или на 2–3 дня раньше появления рылец початка.
Условия внешней среды во время цветения сильно влияют на формирование початка. При дефиците влаги, недостаточном питании, сильной засоренности сорняками развитие початка отстает от развития метелки. Разрыв между цветением метелки и початка может увеличиваться на 3–4 дня. Явление, когда происходит задержка между цветением мужских и женских цветков называется протандрия. В результате этого явления часть женских цветков не опыляется пыльцой и не образует зерен. Такие початки имеют меньше зерен в ряду и в початке в целом, также наблюдается череззерница. Высокая температура и низкая влажность воздуха снижают жизнеспособность пыльцы и также отрицательно отражаются на опылении и озерненности початков. При температуре воздуха днем выше +30°С и относительной влажности менее 30% нарушаются нормальные процессы цветения и опыления: подсыхают нити початка, в результате пыльцевые зерна, попадающие на них не имеют возможность прорасти и погибают, в следствие чего женские цветки оплодотворяются не все.
После оплодотворения происходит налив зерна. Различают молочную, молочно-восковую, и восковую стадию спелости. В эти периоды происходит накапливание запасаных веществ в зерне. Они представлены сначала в виде сахаридов, которые в дальнейшем в результате реакций полимеризации преобразуются в олиго-, а далее в полисахариды (крахмал).
Важным этапом, завершающим вегетационный период является появление черной точки. Она отчетливо видна на основании зерновки. Появление ее означает окончание налива зерна. При этом, в зависимости от спелости гибрида, влажность зерна составляет 36–42%.
Кукуруза, родина которой экваториальные области Нового Света, является растением короткого дня. Цветение и оплодотворение происходят более интенсивно в условиях короткого дня и при коротковолновом спектре света. Длина вегетационного периода определяется, прежде всего, генетическими особенностями гибридов и сортов. Каждый гибрид для достижения полной спелости зерна требует определенной суммы эффективных температур. Для получения максимального урожая зерна должны использоваться гибриды той группы, потребности которой в тепле и свете соответствуют таковым в зоне возделывания.
Кукуруза (Zeamays L.) — однолетнее растение из семейства злаковых. Корневая система мощная, мочковатая, многоярусная; отдельные корни могут проникать на глубину 1,5—3 м. Основная масса корней (60%) расположена в пахотном горизонте, распространяясь в стороны до 1 м.
В корневой системе кукурузы различают зародышевые, придаточные и опорные корни. Зерновка кукурузы прорастает одним зародышевым корешком, который, быстро углубляясь в почву, хорошо ветвится. Эти корни образуют первый ярус. Второй ярус корней образуется из колеоптильного узла. Обычно они не ветвятся и растут вертикально вниз. Третий ярус, играющий большую роль в жизнедеятельности растений, развивается из трех — пяти сближенных узлов стебля, расположенных у поверхности почвы. Эти корни растут вначале горизонтально, затем вертикально, достигая значительной глубины. Опорные (воздушные) корни формируются из надземных узлов стебля, расположенных у поверхности почвы и несколько выше ее. Они не только предохраняют растения от полегания, но и выполняют функцию питания, так как могут образовывать боковые корни и корневые волоски.
Стебель высотой от 60 см до 5 м, толщиной 2—7 см состоит из 4—9 подземных и 5—30 надземных узлов и междоузлий. Стебель прямостоячий, округлый, гладкий, в отличие от других злаков заполнен паренхимной тканью. Он способен к ветвлению, формируя удлиненные побеги — пасынки, достигающие иногда высоты, близкой к высоте главного побега.
Листья крупные, линейные, с нижней стороны голые, с верхней опушенные. Лист имеет небольшой язычок, у некоторых сортов образуются ушки. Облиственность высокая, число листьев колеблется от 8 до 45, общая листовая поверхность одного растения от 0,3 до 1,5 м 2 .
Кукуруза — растение однодомное, но раздельнополое. На каждом растении образуются два типа соцветий: мужское — метелка, женское — початок. Метелка состоит из центральной и боковых осей. Колоски метелки двуцветковые, цветки состоят из двух цветочных пленок и трех тычинок. Початок покрыт оберткой.
Колоски на початках, так же как и в метелке, располагаются попарно, образуя продольные ряды вдоль стержня початка. Колоски початков двуцветковые, развивается только один цветок, второй очень рано атрофируется. Пестик имеет длинное двухлопастное рыльце, длинный столбик и крупную округлую завязь. Опыляется кукуруза ветром.
Плод — крупная зерновка белой, кремовой, желтой, оранжевой, красной, темно-вишневой окраски. В зависимости от консистенции зерна все разнообразие кукурузы делят на следующие подвиды: зубовидная, кремнистая, крахмалистая, сахарная, лопающаяся, восковидная и пленчатая. Масса 1000 семян у мелкосемянных сортов 100—150 г, у крупносемянных 300—400 г.
Кукуруза — культура теплолюбивая. Для прохождения всего цикла развития скороспелым сортам и гибридам требуется температура 1800—2000°С, средне — и позднеспелым — 2500—3100°С. Потребность в тепле в различные периоды роста и развития неодинакова. Прорастание семян и появление всходов происходят при прогревании почвы до температуры 10—12°С. Оптимальная температура почвы для роста корней кукурузы 24°С, для роста надземных органов на первых этапах развития 20°С, на более поздних около 28°С; формирование репродуктивных органов наилучшим образом происходит при температуре почвы 28—32°С.
По отношению кукурузы к водному режиму ее считают мезофильным растением. Растения кукурузы по-разному требовательны к влаге в зависимости от периода роста и развития. При прорастании семена поглощают 40—50% воды от воздушно-сухой массы. За период от всходов до образования пятнадцати листьев растения потребляют 7—8% от общего расхода воды за вегетацию, от образования пятнадцати листьев до середины молочной спелости — 69—73%, от середины молочной до полной спелости зерна — 20—22%. Критическим периодом в отношении влаги является период формирования репродуктивных органов. Наиболее благоприятной для роста и развития растений является влажность почвы 70—75% ПВ. Рост растений прекращается при понижении почвенной влаги до 9,5%. Культура отличается экономным расходованием влаги. Транспирационный коэффициент ее равен 280—350.
Кукуруза — светолюбивое растение короткого дня. Для нормального роста и развития требуется продолжительность дня 12—14 ч. При более продолжительном дне вегетационный период удлиняется.
Высокие урожаи кукуруза дает на черноземных, темно-каштановых, темно-серых суглинистых и супесчаных почвах и почвах речных пойм. Она предъявляет повышенные требования к аэрации почв. На тяжелых, легко уплотняющихся почвах корневая система развивается только в пахотном горизонте, плотный подпахотный горизонт препятствует росту корней в глубину.
В настоящее время для возделывания на зерно районировано 111 гибридов и сортов кукурузы. Среди сортов наиболее широко возделываются Одесская, Воронежская, Стерлинг; среди гибридов — Днепровский 247МВ, ВИР 42МВ, ВИР 156ТВ, Буковинский 3ТВ, Жеребковский 86МВ, Днепровский 56ТВ, Краснодарский 303ТВ.
Родиной кукурузы считают нагорья Мексики и Перу, откуда она распространилась к берегам Атлантики и на острова Карибского моря. С XVII века известна в России, но только со второй половины XIX века находит разнообразное применение.
Кукуруза очень требовательна к температурному и световому режиму и умеренно требовательна к обеспечению влагой. Это теплолюбивое растение: семена большинства районированных гибридов прорастают при температуре почвы 10 °С, наиболее холодостойких форм — при 7—8 °С, но при этом удлиняется период сев — всходы. При оптимальной влажности верхнего слоя почвы и среднеустойчивой температуре воздуха 18—20 °С всходы кукурузы появляются через 8—10 дней, при 14—15 °С период сев — всходы может продолжаться до 20 дней, а при снижении температуры воздуха до 10—13 °С — длится около месяца. Это необходимо учитывать при индустриальной технологии возделывания культуры, так как значительное удлинение периода сев — всходы ведет к снижению полевой всхожести семян, густоты и равномерности стояния растений на площади.
Оптимальной в период интенсивного роста кукурузы (перед выбрасыванием метелок) является температура воздуха 20—24 °С при хорошем увлажнении почвы. Резкое снижение интенсивности роста наблюдается при 14—15 °С, а при 10 °С рост прекращается, при температуре выше 30 °С темпы роста кукурузы замедляются. После появления метелок и нитей на початках температура 25 °С и выше неблагоприятно сказывается на цветении и оплодотворении растений, возможна череззерница.
Всходы кукурузы повреждаются заморозками (минус 2—3°С), но в фазе 2—3 листьев переносят температуры до минус 5—6°С, хотя надземная часть растений может повреждаться или полностью отмирать. В фазе 2—3 листьев точка роста еще находится в почве, и растения способны отрастать, нормально вегетировать, хотя это ведет к некоторому снижению урожайности.
Кукуруза очень чувствительна к осенним заморозкам. Зеленые листья ее повреждаются при температуре, близкой к нулю, а стебли и початки — при минус 2,5—3 °С. Поэтому там, где наступают ранние заморозки, например, в Полесье УССР, рекомендуется высевать исключительно раннеспелые гибриды.
Кукуруза — засухоустойчивая культура. В ранние фазы развития растения могут длительное время пребывать в состоянии увядания, сохраняя при этом способность восстанавливать нормальную жизнедеятельность после осадков. В сравнении с другими культурами экономно расходует воду на образование единицы сухого вещества. Транспирационный коэффициент кукурузы, по данным разных авторов, составляет 180—350. Это значительно меньше, чем потребляют зерновые культуры первой группы — пшеница, ячмень, овес, рожь. Она имеет хорошо развитую разветвленную мочковатую корневую систему, которая глубоко проникает в почву и использует запасы влаги из нижних горизонтов. Корневая система кукурузы обладает большой сосущей силой и поглощает воду в 3—6 раз быстрее, чем корневая система ячменя, овса или пшеницы. Она способна поглощать воду при более низкой влажности почвы по сравнению с корневой системой многих других растений.
Кукуруза формирует большой урожай надземной и подземной массы, расходуя на это большое количество воды. Считают, что одно растение кукурузы средних размеров за вегетационный период испаряет около 200 кг воды. При густоте посевов 50 000 растений на 1 га расходуется около 10 000 т/га воды.
Экономичность использования воды растениями кукурузы в значительной степени определяется минеральным питанием и уровнем плодородия почвы.
Влияние условий минерального питания на транспирационный коэффициент кукурузы
| Почва | Транспирационый коэффициент без удобрений | Транспирационый коэффициент с удобрениями |
| Бедная | 550 ± 16 | 350 ± 3 |
| Среднеплодородная | 476 ± 11 | 341 ± 4 |
| Очень плодородная | 892 ± 6 | 347 ± 6 |
Всходы кукурузы растут медленно и потребляют мало воды. После появления 8—9-го листа, а особенно метелки, она интенсивно растет и быстро наращивает массу. В этот период потребность ее в воде достигает максимума (критический период, — от начала цветения до начала молочной спелости). Он равен приблизительно 30 дням (10 дней до начала цветения, 10 дней цветения и 10 дней после цветения). Особенно необходима вода кукурузе в период цветения. Осадки в конце июня и в июле наиболее эффективны для повышения урожайности зерна кукурузы. Таким образом, важнейшим условием успешного выращивания этой культуры является достаточное обеспечение ее влагой в период от посева до созревания.
Кукуруза — светолюбивое растение. Даже небольшое затенение приводит к уменьшению листовой поверхности растений, замедлению наступления фенологических фаз, ослаблению поглощения элементов питания и снижению урожайности. В загущенных посевах растения тонкие, с бледно-желтой окраской, многие из них образуют очень мелкие початки или не образуют их вовсе, вследствие чего резко снижается урожайность зерна.
Оптимальный световой режим для растений создается при равномерном размещении их на площади, нормальной густоте посевов в зависимости от биологических особенностей гибридов, борьбе с сорняками (особенно в начале роста).
Кукуруза довольно требовательна к почвам, но при правильной обработке и удобрении высокие урожаи можно получать почти на всех почвах. Лучшими являются почвы с хорошей водоудерживающей способностью и водопроницаемостью, глубоким пахотным горизонтом, способствующим развитию мощной корневой системы. Наиболее высокие урожаи кукуруза дает на темно-каштановых почвах и почвах речных пойм с близкой к нейтральной пли слабощелочной реакцией (pH 6—7,5). Хорошо произрастает кукуруза на осушенных и окультуренных торфяниках. Неблагоприятные для нее кислые (pH 5), склонные к заболачиванию, сильно заплывающие (холодные) и засоленные почвы.
Кукуруза - однодомное раздельнополое растение, т. е. на одном растении находятся и мужское (метёлка), и женское (початок) соцветия. При благоприятных условиях цветение метёлки, как правило, начинается на 2-3 суток раньше початка. В процессе опыления пыльца, образующаяся в пыльниках метёлки, попадает на рыльце пестиков (нити початка) и прорастает, продвигаясь по нити к завязи. Из оплодотворенной завязи развивается зерно кукурузы. Условия температурного, водного, светового режимов и минерального питания оказывают влияние на развитие растений кукурузы и процесс опыления, в ходе которого формируется количество зёрен в початке. При недостатке влаги в почве, высокой температуре и низкой влажности воздуха во время цветения разрыв между цветением метёлки и початка увеличивается, вследствие чего снижается количество жизнеспособной пыльцы, оплодотворяющей женские цветки. Часть женских цветков початка не опыляется, в результате чего наблюдается череззерница початка. При крайне неблагоприятных условиях початок может полностью не опылиться, растение остается бесплодным и не дает зерна.
Кукуруза – теплолюбивая южная культура. Главным лимитирующим фактором ее распространения на север является недостаток эффективных температур. Для достижения фазы восковой спелости зерна раннеспелым гибридам требуется в сумме не менее 700-800 о С. Минимальная температура, при которой идут ростовые процессы - +10 о С, оптимальная - +20…+22 о С до цветения и +22…+25 о С после цветения. Она переносит весенние заморозки (-2…-3 о С) и восстанавливается, но минимальные осенние заморозки повреждают листья и стебли, а -3…-4 о С повреждают влажное зерно. Кукуруза любит свет, требует интенсивного освещения и плохо переносит затенение сорняками и излишнее загущение.
Кукуруза сравнительно засухоустойчива, однако для получения высокого урожая требует не менее 200 мм осадков за период вегетации. Максимальный период водопотребления – 10 дней до и 20 дней после цветения метелок. Значительно замедляет ростовые процессы также недостаточная влажность воздуха.
ФАО – условный показатель скороспелости кукурузы принятый Международной организацией по продовольствию (FAO). В основу расчета берется влажность зерна, дата наступления восковой спелости, полной спелости. Таким образом, чем ниже ФАО, тем скороспелее гибрид. Снижение влажности початков на 1 % приводит к экономии топлива при сушке на 30 к/га, с другой потенциал продуктивности у более поздних гибридов выше, чем у раннеспелых. Разница в 10 баллов по ФАО (FAO) отличается в 1-2 дня сроком по созреванию или 1-2 % по содержанию сухой массы в початках при одинаковых сроках сева и уборки. Конкретные сроки вегетации каждого гибрида отражены в его морфологических особенностях:
Читайте также: