Ботанические и биологические особенности кукурузы

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.

Стадия 2 листьев

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.

Стадия 4 листьев

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.

Стадия 6–8 листьев

После появления 8-го листа начинается интенсивный рост растения. За сутки он может достигать 5–6 сантиметров. В это время возможно образование боковых побегов — пасынков. Причины образования их следующие: низкая температура на ранних этапах вегетации; разреженный посев; большое количество азотных удобрений. По данным экспериментов, проводимых компанией «Сингента» никакой зависимости между наличием пасынков и снижением урожайности отмечено не было. Обычно на конечных стадиях вегетации пасынки отмирают. Изотопный анализ показал, что углерод, находившийся в боковых побегах, обнаруживался в зерне, что дало основание считать пасынки дополнительным запасным источником для формирования урожая зерна.

Стадия 10–12 листьев

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.

Женское соцветие — початок

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.

Мужское соцветие — метелка

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.

Полная спелость

Гибриды кукурузы, рекомендуемые для возделывания в агроклиматических зонах России