XXV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Влияние искусственного дополнительного опыления кукурузы на урожайность

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Семкович Е.А. 1

---

1МБОУ СОШ 1 с УИОП имени Княжны Ольги Николаевны Романовой

Семкович Е.А. 1

---

1МБОУ СОШ1 с УИОП имени Княжны Ольги Николаевны Романовой г. Новый Оскол

Работа в формате PDF

2.5 MB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Несмотря на то, что Белгородская область весьма богата почвенными и агроклиматическими ресурсами, в настоящее время трудно получить высокий урожай в полеводстве. На это может влиять множество причин: неблагоприятные климатические условия отдельных лет, несоблюдение агротехнических норм, вспышки массового размножения вредителей, а для отдельных культур ещё и отсутствие самоопыления.

Биологические особенности кукурузы не дают ей возможности самоопыляться. В местных условиях важное значение имеет дополнительное искусственное опыление. Оно устраняет пустозёрность и череззерницу початков, повышает крупность зерна, способствует повышению урожайности на 5 – 6 ц/га.

Проблема: урожайность кукурузы, давно уже ставшей привычной культурой в наших широтах, может значительно снижаться в отдельные годы в силу различных причин (неблагоприятные погодные условия, грибковые заболевания и т.п.). Часто возникают проблемы и с недостаточным опылением, что напрямую связано с биологическими особенностями кукурузы: разрыв между цветением метелки и початка нередко составляет 6-7 дней и более. При этом нарушается оплодотворение, наблюдается череззерница, снижается урожай. В литературных источниках указывается, что решить эту проблему можно, применяя искусственное дополнительное опыление. Для того, чтобы убедиться в действенности этого агротехнического приёма, я решил провести данное исследование.

Цель данного исследования:

Определить эффективность дополнительного искусственного опыления кукурузы.

Задачи:

1. Высеять кукурузу на опытных и контрольных делянках и в течение всего срока вегетации применять на них одинаковые агротехнические приёмы (прополка, рыхление, окучивание и т.п.);

2. На опытных делянках в период цветения произвести двукратное дополнительное искусственное опыление;

3. В период созревания початков провести сравнительные биометрические измерения (размеры и вес початков, размеры зерновок);

4. Сравнить урожайность на опытных и контрольных делянках;

5. Оценить эффективность применения дополнительного искусственного опыления кукурузы.

Актуальность

этой темы очевидна, так как связана с высокой пищевой и кормовой ценностью кукурузы и с возможностью повысить её урожайность без увеличения количества удобрений и пестицидов.

Объект исследования

сахарная кукуруза «Соблазн» F 1 (гибрид) компании «Гавриш»

(см. Приложение №1 рис. 1,2)

Предмет исследования:

влияния искусственного дополнительного опыления кукурузы на урожайность.

Гипотеза исследования:

Я предполагаю, что дополнительное искусственное опыление кукурузы приведёт к повышению её урожайности.

1.Обзор литературы

1.1. Биологические особенности кукурузы

Кукуруза – теплолюбивое растение. Семена её начинают прорастать при 8 - 9°С. Всходы появляются на 17 – 20-й день, когда среднесуточная температура составляет 12 - 14°С; если она повышается до 18 - 19°С, всходы получают на 8 – 9-й день.

Всходы кукурузы переносят небольшие заморозки (до –2 -3°С). Повреждённые заморозками листья желтеют и частично отмирают, но точки роста сохраняют жизнеспособность, и с наступлением тепла растения быстро возобновляют рост. Это объясняется большим запасом питательных веществ в семени, который растение использует на протяжении длительного периода [8].

Повышение температуры в пределах оптимальных норм (25 - 30°С) ускоряет развитие, особенно в начале вегетации, и способствует повышению урожая. Жаркая погода в период цветения отрицательно влияет на оплодотворение и развитие завязи. Однако при достаточной влажности почвы высокие температуры не причиняют значительного вреда посевам кукурузы [9].

В фазах «всходы» – «выбрасывание метёлки» для растений наиболее благоприятна среднесуточная температура 20 -23°С. До появления генеративных органов повышение температуры до 25°С не вредит росту и развитию кукурузы. Оптимальная температура для роста и развития культуры от цветения до созревания 22 - 23°С [8].

У кукурузы выделяют следующие фазы роста и развития: начало и полное появление всходов, начало и полное появление метёлок, начало и полное цветение початков (появление нитей), молочное, молочно-восковое состояние зерна, восковая спелость, полная спелость. В начальный период, до образования надземного стеблевого узла, кукуруза растёт очень медленно. В это время усиленно развивается корневая система. Затем темпы роста постепенно увеличиваются, достигая максимума перед вымётыванием. В этот период приросты растения при благоприятных условиях составляют 10 – 12 см в сутки. После цветения рост в высоту прекращается. Критические периоды в формировании урожая – фаза 2 – 3 листьев, когда происходит дифференциация зачаточного стебля, и фаза 6 – 7 листьев, когда определяется размер початка. В развитии кукурузы наиболее важны две фазы: формирование метёлки, которое происходит у скороспелых, среднеспелых и позднеспелых сортов соответственно в фазе 4 – 7, 5 – 8 и 7 – 11-го листа; формирование початка, которое происходит соответственно в фазе 7 – 11, 8 – 12 и 11 – 16 листа. За короткий период (за 10 дней до вымётывания и спустя 20 дней после окончания цветения метёлки) растения накапливают до 75 % органической массы. Засуха, переувлажнение почвы, недостаток минерального питания в период цветения и оплодотворения снижают озернённость початков.

1.2 Причины некачественного опыления кукурузы

Причинами некачественного опыления кукурузы связаны с ее биологическими особенностями:

- Опыление цветов у кукурузы осуществляется ветром.

- Мужские цветы (метелки) распускаются на 7-10 дней раньше, чем женские цветы на этом же растении и цветут в течение 5-6 дней. Следовательно, к моменту распускания женских цветов на этом же растении мужские уже отцветают.

-Опыление женских цветов пыльцой с того же растения (т.е. самоопыление) наблюдается у кукурузы очень редко (не более 5% случаев). Практическое отсутствие самоопыленных початков – совершенно естественное явление. Причина проста: обычно цветение метелки на конкретном кукурузном растении заканчивается еще до появления на нем початка, значит, початок просто не может опылиться метелкой со своего растения.
В итоге можно назвать целый комплекс причин некачественного опыления женских цветов и образования в результате полупустых початков (початков, в которых зерна перемежаются пустотами). Часть из них, можно сказать, являются классическими, т.к. справедливы и для других культур, часть – сугубо специфические [8].

2. Основная часть

2.1 Методика исследования

1. Использование литературы и Интернет – ресурсов;

2. Для достижения поставленной цели мы использовали методы наблюдения и эксперимента. Эксперимент основывался на применении искусственного дополнительного опыления кукурузы. Семена кукурузы «Соблазн» приобрели в специализированном магазине. Разработали календарный план работы по проведению исследования, приведённый в таблице №1 (см. Приложение 2, таблица №1).

3. В апреле произвели боронование почвы, после осенней вспашки. В начале мая установились теплые погоды, почва хорошо прогрелась до 10-12°С. Несмотря на то, что кукурузу теплолюбивая культура, мы решили высадить семена в почву 5 мая. Посеяли семена кукурузы в бороздки на опытных и контрольных делянках на глубину 4-6 см и 40 см между рядами (см. Приложение 3, рис. 3,4,5). Почву хорошо прикатали, и в течение всего срока вегетации применяли одинаковые агротехнические приемы на опытных и контрольных делянках.

4. В начале июня, после появления всходов выпололи сорняки и прорыхлили почву в рядах (см. Приложение 4, рис. 6,7). После появления второй пары настоящих листьев прополку повторили. Провели прореживание, оставляя между растениями в ряду 40-60 см, по 2 растения. Перед началом цветения произвели последние рыхление междурядий. Кукурузу не поливали, продолжительные июльские дожди хорошо увлажнили почву. Провели 2 окучивания, в начале июня и в середине июля, после дождей. Подкормки не производили, так как с осени на участок внесли навоз.

5. На опытных делянках в период цветения произвели двукратное дополнительное искусственное опыление: первый раз — в момент массового появления рылец (столбиков) из оберток початка; второй раз — через 5 суток (см. Приложение 5, рис. 8,9,10). Пыльцу для опыления собирали только зрелую (она при потряхивание султана пылит) и с хорошо развитых растений. На контрольных делянках дополнительного опыления не производили.

Для получения самоопыленного початка пыльцу собирают с метелки и помещают на початок того же самого растения с помощью крафт - пакета. Початки закрывают крафт – пакетами с пыльцой. В это время происходит опыление. Метелки можно удалить, а пакеты собрать спустя 48—72 ч после опыления.

6. В середине августа, собрали початки с каждого третьего растения кукурузы в количестве 10 штук с опытных и столько – же с контрольных делянок, сравнили их по внешним признакам и разложили в сухое солнечное место до полного созревания (Приложение 6, рис 11,12,13). В конце августа початки хорошо подсохли, мы освободили их от листьев и кукурузных рылец. Сравнили опытные и контрольные экземпляры. Визуально определили наполняемость початков.

7. Провели биометрические измерения. Измерили длину, ширину, массу початков с контрольных и опытных делянок. Подсчитали количество рядов в початках. Методом рядов установили размер зерновок (диаметр) (Приложение 7, рис 14,15). Подсчитали урожайность кукурузы сорта «Соблазн» в контроле и опыте.

2.2. Результаты исследований

1. Изучение литературы и информация из Интернет – ресурсов позволила узнать много интересного о выращивании кукурузы;

2. Важной практической частью опыта были наблюдения за фазами роста и развития растений на опытных и контрольных делянках, позволяющие зафиксировать отличия в сроках наступления фенологических фаз;

Результаты фенологических наблюдений отражены в таблице №2 (см Приложение № 8 таблица № 2).

Как видно из таблицы, растения кукурузы сорта «Соблазн» растут и развиваются практически одинаково, разница в сроках наступления фенологических фаз незначительна и составляет 1-2 дня.

Для исследования качества кукурузы мы собрали початки с десяти разных растений (с каждого третьего) в опыте и в контроле, с каждой делянки и сравнили их по длине, ширине, диаметру початка и другим биометрическим показателям, произвели учет урожай с опытных и контрольных делянок. Фактические данные наших измерений представлены в таблице 3 (см. Приложение 9 таблица №3).

Из таблицы 3 видно, что в среднем опытные экземпляры на 1-2 см длиннее контрольных, шире в диаметре на 1см. Средняя масса початков с опытных делянок на 170 г больше, чем с контрольных, при этом они плотные, без признаков пустозерности. В контроле рядов меньше, в среднем на 3, наполняемость початков слабая. Зерновки опытных экземпляров крупнее контрольных на 2 – 3мм.

2. 3. Выводы

Результаты, полученные в ходе проведенного исследования, позволяют сделать следующие предварительные выводы:

1. Искусственное дополнительное опыление кукурузы приводит к отсутствию пустозёрности, увеличению количества и размера зерновок, массы семян с одного початка.

2. Применение искусственного опыления кукурузы в условиях личного приусадебного хозяйства способствует значительному повышению урожайности – до 90%.

Таким образом моя гипотеза подтвердилась: дополнительное искусственное опыление кукурузы эффективно и способствует получению высокого урожая.

Заключение

Опыление — один из самых важных этапов развития кукурузы, напрямую влияющий на ее урожай.

Кукуруза является однодомным раздельнополым растением, способным как к самоопылению, так и опылению соседних растений. Пыльца переносится при помощи насекомых или ветра и может достигать волокон кукурузы на расстоянии до 15 м. После того как пыльцевое зерно из метелок попадает на рыльца, оплодотворение происходит в течении 28 часов. В случае успешного опыления, рыльца отделяются от оплодотворенных зерен и опадают.

На этом критическом для урожая этапе решающими факторами для успешного опыления кукурузы являются:
• Почва должна быть достаточно насыщена влагой и питательными веществами для здорового развития метелки, рыльца и зерен;
• Обильные осадки могут вызывать чрезмерное увлажнение, ограничивая осыпание пыльцы;
• Чтобы процесс вегетации продолжался нормально, необходимы оптимальные температурные условия. Температура выше 38°C может привести к недостаточному опылению;
• Способность гибрида кукурузы адаптироваться к засухе и другим стрессовым условиям также влияет на процесс опыления и урожайность.

Список использованной литературы

1. Агротехника механизированного возделывания кукурузы/ А.А. Васильченко – М.: “Колос”, 1972. – 104 с. И.М. Ващенко, В.Г. Лошаков, Б.А. Ягодин, В.Е. Долгодворов, К.П. Ланге, М.П. Меркулов. “Основы сельского хозяйства”. Москва-Просвещение-1987г.

2. Доспехов Б. А. Планирование полевого опыта и статистическая обработка его данных. М., Колос, 1972.

3. Лисецкий Ф. Н., Петин А. Н. География Белгородской области. Ч 1. «Природа» Учебное пособие для 8 -9 классов общеобразовательной школы, М.:МГУ, 2006 г,-36с, илл.

4. М.А. Папорков, Н.И. Клинковская, Е.С. Милованова “Учебно-опытная работа на пришкольном участке”. Москва-Просвещение-1980г.12. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта. М., Колос, 1971.

5. Растениеводство с основами селекции и семеноводства/ Г.В. Коренев, П.И. Подгорный, С.Н. Щербак; Под ред. Г.В. Коренева. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Агропромиздат, 1990. – 575 с.

6. Растениеводчтво/ С.М. Бугай, А.И. Зинченко, В.И. Моисеенко, И.А. Горак. – К.: Головное издательство, 1987. – 328 с.

7. Интенсивные технологии возделывания сельскохозяйственных культур/ Г.Г. Гатаулина, А.И. Зинченко; под ред. Г.В. Коренева. – М.: Агропромиздат, 1988. – 301 с.

Интернет - ресурсы

1. https://studbooks.net/1178644/agropromyshlennost/biologicheskie_

osobennosti_kukuruzy

2. http://semenaopt.com/Кукуруза/Соблазн/600608/

3. http://www.activestudy.info/metodika-ruchnogo-opyleniya-kukuruzy/

4. http://31.mchs.gov.ru/document/2364225

Приложение 1

Рис. 1,2 Объект исследования

Приложение 2 Таблица №1

Календарный план работы по проведению опыта

П риложение 3

Рис. 3,4,5 Посев семян

Приложение 4

Рис. 6, 7 Рост и развитие кукурузы.

Приложение 5.

Рис. 8,9,10 Опыление

П риложение 6.

Рис. 11,12,13 Сбор урожая

Приложение 7.

Рис. 14,15 Биометрические измерения

Приложение 8

Таблица №2

Фенологические наблюдения

Приложение 9

Таблица № 3

Биометрические измерения початков кукурузы сорта «Соблазн»