Требования к температуре. Родиной кукурузы является Южная и Средняя Америка. Таким происхождением объясняется ее потребность в достаточном количестве тепла для роста и развития.
Необходимая температура для роста и развития кукурузы - +12...+250С. Дневная температура +22...+25 и ночная +180С являются оптимальными. Отдельные фазы развития требуют разных температур.
Рис.2.10.1 Соцветие кукурузы: 1- мужское
(метелка и колосок); 2-женское
Эффективные температуры наиболее полно характеризуют потребность кукурузы в тепле. Их определяют по формуле: Тэф.=0,5(Тмакс.+ Тмин.) – 10, где Тмакс. и Тмин. – максимальная и минимальная суточные температуры воздуха. Среднесуточная температура ниже 100С не включается в сумму эффективных, т.к. процессы роста и развития растений практически останавливаются.
Каждой группе спелости гибридов кукурузы соответствует определенная сумма эффективных температур, необходимая для достижения той или иной фазы спелости зерна. По экспериментальным данным, от посева до полной спелости раннеспелым гибридам требуется в среднем 820-8700С, среднеранним – 870-9200С, среднеспелым – 920-9700С. В холодный год требуется меньшая сумма эффективных температур, в теплый – большая. Это связано с тем, что при максимальной температуре, превышающей 300С, задерживается развитие кукурузы, особенно в критический период.
Чем выше теплообеспеченность, тем сильнее заметно преимущество кукурузы по отношению к другим зерновым культурам. Несмотря на более высокую урожайность, она у кукурузы менее стабильна по годам (коэффициент вариации равен 49%, тогда как у ржи – 32, ячменя – 37). Однако в неблагоприятные для зерновых культур годы кукуруза, как правило, обеспечивает высокую урожайность, и наоборот. Это позволяет снизить варьирование валовых сборов зерна в среднем до 26%, если в хозяйстве одновременно выращивать, например, ячмень и кукурузу.
Возделывание кукурузы на силос оправдано в районах, где сумма эффективных температур превышает 7000С. Этот биологический минимум эффективных температур на 85-100% обеспечивается почти на всей территории республики, за исключением самых северных районов Витебской (Поставский, Городокский и прилегающие к ним районы) и Гродненской (Ошмянский и прилегающие к нему районы) областей.
Минимум суммы эффективных температур при возделывании кукурузы на зерно при нынешних достижениях селекции составляет 8000С. Если 8 лет из 10 кукуруза достигает полной спелости зерна, то ее можно возделывать на зерно.
Скорость прорастания и время от посева до появления всходов у кукурузы зависят от температуры почвы.
Прирост вегетативной массы кукурузы начинается при температурах выше +10...+120С, а при температуре ниже +100С растения живут, но не растут. Осенью процессы накопления сухой массы заканчиваются при температурах ниже +120С.
Всходы кукурузы выдерживают заморозки до –1…-20С градуса Цельсия. При более низких температурах надземная масса отмирает, но после потепления растения снова отрастают, если не повреждена точка роста.
При температуре более -30С в весенний период повреждаются листья и стебли, в осенний – происходит потеря всхожести влажного зерна. Для растений, достигших фаз молочно-восковой и восковой спелости, такие заморозки менее опасны, чем для растений, находящихся в фазе цветения или формирования зерна. Если осенними заморозками повреждено не более 25% листовой поверхности, растения продолжают нормально вегетировать.
Осенние заморозки ниже -40С вызывают отмирание растений и снижение питательности корма.
Высокую потребность кукурузы в тепле надо учитывать при выборе сроков посева и уборки.
Температурный режим можно в некоторой степени регулировать: размещением посевов на южных и юго-западных склонах, участках, защищенных от северных и восточных ветров лесом, на хорошо прогреваемых супесчаных почвах, а также поддержанием почвы в рыхлом состоянии, а посевов в чистом.
Требования к влаге. Несмотря на большой размер мучнистой части зерна кукурузы, влажность почвы весной обычно достаточна для набухания и прорастания. Если же верхний слой сухой, то семена заделывают немного глубже.
Требовательность кукурузы к влаге в начале вегетации невысокая (примерно 30 мм осадков/месяц). До образования седьмого-восьмого листа случаи проявления признаков недостатки влаги редки. Если в это время выпадает мало осадков, но стоит теплая погода, кукуруза развивает мощную корневую систему, проникающую глубже обычного в почву, что создает хорошую предпосылку для формирования высокого урожая при условии недостаточной влагообеспеченности в последующий период. Даже июльская засуха не приводит к существенному снижению урожая. Эта культура способна поглощать воду и своими листьями.
Культура характеризуется очень низким коэффициентом транспирации.
Наибольшее количество влаги кукуруза потребляет в течение 30 дней, начиная за 10...14 дней до выметывания метелки и до стадии молочной спелости зерна, когда быстро растут растения в высоту и происходит накопление сухой массы. Недостаток влаги в этот критический период, который часто сопровождается и воздушной засухой, вызывает увядание растений, подсыхание листьев, снижает активность фотосинтеза и жизнеспособность пыльцы, а это в свою очередь приводит к черезернице и уменьшению урожайности. В зависимости от содержания влаги в почве, благоприятные условия для кукурузы в этот период создаются при выпадении 80...120 мм осадков и при влажности почвы более 60%. На формирование урожая в этот период расходуется около 2/3 общего потребления воды.
Проявляя большую отзывчивость на обеспеченность влагой, кукуруза в то же время не выносит избыточного увлажнения, резко снижает урожай на переувлажненных и плохо дренируемых почвах. В этом случае наблюдается недостаток воздуха в почве, необходимого для дыхания корней.
Кукуруза чувствительна к аэрации почвы. Рыхление междурядий даже на легких почвах в годы с избыточным увлажнением, особенно во второй половине лета, ускоряет развитие растений и повышает урожайность сухого вещества на 10% и более.
Требования к свету. Относится к светолюбивым растениям. Кукуруза реагирует на удлинение светового дня усиленным ростом в зависимости от генотипа и географического места положения, т.е. один и тот же сорт, возделываемый на севере, формирует большее количество междоузлий и листьев, чем сорт на юге.
Интенсивность ассимиляции СО2 в большой мере зависит от интенсивности света. Затенение листьев снижает ее, поэтому положение листьев на растении и площадь питания имеют большое значение. Оптимальный индекс листовой поверхности для кукурузы на силос - 3,0...6,0, для кукурузы на зерно - 3,0...4,0.
В сильно загущенных посевах растения кукурузы вытягиваются, часто полегают, мало облиственны, не формируют початков или они имеют малый удельный вес в общем урожае, развитие растений задерживается.
Короткий световой день ускоряет цветение, но уменьшает число листьев и высоту растений.
Улучшить освещенность посевов можно, используя правильное расположение рядков (с севера на юг), современные гибриды с узкими листьями, соблюдая оптимальную густоту посева.
Коэффициент размножения кукурузы в 10 раз выше, чем у других зерновых. Из одного семенного зерна вырастает 400...600 зерен, у других же зерновых - только 40...50.
Высокая продуктивность кукурузы обусловлена тем, что ассимиляция СО2 происходит, как и у других тропических растений по очень эффективному типу С4. Благодаря особому строению листовой поверхности (в отличие от С3-растений, прежде всего трав и зерновых), они более эффективно усваивают влагу и питательные вещества с одновременно более интенсивным фотосинтезом, который в 2-3 раза больше, чем у С3-растений.
Требования к плодородию почвы. Кукуруза хорошо растет на средне- и легкосуглинистых, супесчаных и песчаных, подстилаемых моренным суглинком, дерново-подзолистых почвах с высоким содержанием гумуса. Слабоокультуренные, тяжелосуглинистые, а также песчаные почвы, подстилаемые песками, для возделывания кукурузы малопригодны.
Непригодными являются холодные, переувлажненные, заболоченные почвы с близким стоянием грунтовых вод (менее 0,8 м), с повышенным содержанием солей, уплотненные почвы, которые долго прогреваются весной и которые тормозят интенсивное формирование корневой системы.
Требования к почвам находятся во взаимосвязи с климатическими условиями.
В структуре пахотных земель на долю песчаных и рыхлосупесчаных, подстилаемых песками, почв приходится 31,5%. Особенно много таких почв в Брестской и Гомельской областях, где они занимают приблизительно 60% площади пашни. Эти почвы имеют самый низкий генетический потенциал плодородия. Главными неблагоприятными факторами, ограничивающими рост продуктивности посевов кукурузы, является недостаток продуктивной влаги в период вегетации растений, низкое содержание органического вещества и элементов питания.
В северных регионах при недостатке тепла и повышенной влажности для выращивания кукурузы более пригодны хорошо окультуренные легкие суглинистые, супесчаные и песчаные почвы, подстилаемые моренным суглинком, а также почвы, развивающиеся на моренных песках, обладающие высоким плодородием. В этих районах предпочтение следует отдавать полям, защищенным от ветра и на южных склонах, но чтобы избежать водной эрозии почвы, уклон не должен превышать 50. В отдельные годы из-за недостатка тепла (менее 7000С) будет наблюдаться недобор не только кормовых единиц, но и зеленой массы кукурузы. В этом случае размещение культуры на легких почвах, обеспечивающих более благоприятный температурный режим по отношению к тяжелым – суглинистым, будет оправданным. В то же время в теплые годы при отсутствии осадков в критический период, если почвы подстилаются песками, отмечается резкое снижение урожайности – на 25-40% и более.
Кукуруза растет на всех почвах при рН не ниже 5,6. При более высокой кислотности урожайность снижается. При рН 5,0 ее снижение достигает 30%.