Agrarian Bulletin of the Agrarian Bulletin of the Аграрный вестник Урала 1997-4868 2307-0005 49614 10.32417/1997-4868-2022-218-03-35-47 Биология Biology Биология Biological productivity of ultra-early corn hybrids in various soil and climatic zones of the Ural region Биологическая продуктивность ультраранних гибридов кукурузы в различных почвенно-климатических зонах Уральского региона Панфилов Алексей Эдуардович Panfilov Aleksey Eduardovich Зезин Никита Николаевич Zezin Nikita Nikolaevich Овчиннников Павел Юрьевич Ovchinnnikov Pavel Yur'evich 31 03 2022 31 03 2022 218 03 35 47 31 03 2022 https://usau.editorum.ru/en/nauka/article/49614/view

Аннотация. Цель исследования – выявление зависимости урожайности и параметров качества кукурузы от условий вегетации и оценка продуктивного потенциала культуры в различных почвенно-климатических зонах Уральского региона. Научная новизна. В контрастных почвенно-климатических зонах на сопоставимом агротехническом фоне определены факторы, лимитирующие величину и качество урожая кукурузы. Методы. Исходные данные для анализа получены в 2019–2021 гг. путем закладки модельных площадок в производственных посевах ультраранних гибридов кукурузы. Исследования проведены в 5 почвенно-климатических зонах Южного и Среднего Урала (горно-лесной зоне, лесолуговой, северной лесостепной, южной лесостепной и степной) на территории 4 субъектов федерации в 16 географических пунктах. Учет биологического урожая кукурузы сопровождался его структурным анализом с выделением фракций (стебель, листья, зерно, стержень, обертка, ножка початка) и отбором образцов для зоотехнического анализа. Результаты. Максимальную урожайность зерна кукурузы и сбор крахмала с 1 га обеспечили условия южной лесостепной зоны, которые характеризовались значениями гидротермического коэффициента от 0,8 до 1,0. Отрицательное влияние на продуктивность и качество урожая оказали как повышенное увлажнение в условиях дефицита тепла горно-лесной и лесолуговой зон, так и недостаток влаги на фоне высокой теплообеспеченности степной зоны. Условием повышения качества урожая и сбора крахмала кукурузы на севере региона является выращивание гибридов с наиболее ранним созреванием, относящихся к группе ФАО 100–120, а также использование прогрессивных технологий уборки культуры, обеспечивающих заготовку и консервирование влажного зерна и початков без листостебельной массы. Для повышения продуктивности кукурузы в степной зоне необходимы подбор гибридов с пониженной эвапотранспирацией, применение влагосберегающих агротехнологий, обоснование приемов агротехники, позволяющих повысить эффективность использования атмосферной влаги.

Abstract. The purpose of the research is to identify the dependence of corn's yield and quality parameters on its vegetation conditions and assess the crop's productive potential in various soil and climatic zones of the Ural region. Scientific novelty. In contrasting soil and climatic zones on a comparable agrotechnical background, the factors limiting the size and quality of the corn harvest are determined. Methods. The initial data for the analysis were obtained in 2019-2021 by laying model sites in production crops of ultra-early corn hybrids. The research was carried out in five soil-climatic zones of the Southern and Middle Urals (mountain-forest zone, forest-meadow, northern forest-steppe, southern forest-steppe and steppe) on the territory of four subjects of the Federation in 16 geographical locations. Accounting for the biological harvest of corn was accompanied by its structural analysis with the allocation of fractions: stem, leaves, grain, rod, wrapper, cob leg and sampling for zootechnical analysis. Results. The maximum yield of corn grain and starch harvesting from 1 ha were provided by the conditions of the southern forest-steppe zone, which were characterized by the values of the hydrothermal coefficient from 0.8 to 1.0. Both increased moisture in the conditions of heat deficiency of the mountain-forest and forest-meadow zones and lack of moisture against the background of high heat supply of the steppe zone had a negative impact on the productivity and quality of the crop. The condition for improving the quality of the harvest and the collection of corn starch in the north of the region is the cultivation of hybrids with the earliest ripening belonging to the FAO group 100-120, as well as the use of advanced crop harvesting technologies that ensure the harvesting and preservation of wet grain and cobs without leaf-stem mass. To increase the productivity of corn in the steppe zone, it is necessary to select hybrids with reduced evapotranspiration, the use of moisture-saving agricultural technologies, the justification of agricultural techniques that allow to increase the efficiency of the use of atmospheric moisture.

 кукуруза ультраранние гибриды почвенно-климатические зоны ресурсы тепла и влаги биологическая продуктивность структура урожая обменная энергия крахмал corn ultra-early hybrids soil and climatic zones heat and moisture resources biological productivity crop structure exchange energy starch

Нагибин А. Е., Тормозин М. А., Зырянцева А. А. Травы в системе кормопроизводства Урала. Екатеринбург: ОАО «ИПП «Уральский рабочий», 2018. 784 с. Nagibin A. E., Tormozin M. A., Zyryanceva A. A. Travy v sisteme kormoproizvodstva Urala. Ekaterinburg: OAO «IPP «Ural'skiy rabochiy», 2018. 784 s. Hartings H., Lazzaroni N., Balconi C. Quality related traits of the maize (Zea mays L) grain: gene identification and exploitation // Maydica. 2013. Vol. 58. No. 3-4. Pp. 201-217. Hartings H., Lazzaroni N., Balconi C. Quality related traits of the maize (Zea mays L) grain: gene identification and exploitation // Maydica. 2013. Vol. 58. No. 3-4. Pp. 201-217. Зезин Н. Н., Намятов М. А. Белково-энергетический коэффициент как показатель эффективности отрасли кормопроизводства // Кормопроизводство. 2019. № 6. С. 12-17. DOI: 10.25685/KRM.2019.2019.32187. Zezin N. N., Namyatov M. A. Belkovo-energeticheskiy koefficient kak pokazatel' effektivnosti otrasli kormoproizvodstva // Kormoproizvodstvo. 2019. № 6. S. 12-17. DOI: 10.25685/KRM.2019.2019.32187. Berardo N., Mazzinelli G., Valoti P., Lagana P., Redaelli R. Characterization of maize germplasm for the chemical composition of the grain // Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2009. Vol. 57. Pp. 2378-2384. DOI: 10.1021/jf803688t. Berardo N., Mazzinelli G., Valoti P., Lagana P., Redaelli R. Characterization of maize germplasm for the chemical composition of the grain // Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2009. Vol. 57. Pp. 2378-2384. DOI: 10.1021/jf803688t. Panfilov A. E., Zezin N. N., Kazakova N. I., Namyatov M. A. Adaptive approach in maize breeding for the Urals Region // International Journal of Biology and Biomedical Engineering. 2020. Vol. 14. Pp. 55-62. DOI: 10.46300/91011.2020.14.9. Panfilov A. E., Zezin N. N., Kazakova N. I., Namyatov M. A. Adaptive approach in maize breeding for the Urals Region // International Journal of Biology and Biomedical Engineering. 2020. Vol. 14. Pp. 55-62. DOI: 10.46300/91011.2020.14.9. Губин С. В., Логинова А. М., Гетц Г. В. Новые инбредные линии кукурузы Сибирского филиала Всероссийского НИИ кукурузы // Вестник Омского государственного аграрного университета. 2021. № 2 (42). С. 33-40. DOI: 10.48136/2222-0364_2021_2_33. Gubin S. V., Loginova A. M., Getc G. V. Novye inbrednye linii kukuruzy Sibirskogo filiala Vserossiyskogo NII kukuruzy // Vestnik Omskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2021. № 2 (42). S. 33-40. DOI: 10.48136/2222-0364_2021_2_33. Супрунов А. И., Петряков А. П., Перевязка Д. С., Терещенко А. А. Селекция раннеспелых гибридов кукурузы с быстрой отдачей влаги зерном при созревании // Рисоводство. 2019. № 4 (45). С. 19-24. Suprunov A. I., Petryakov A. P., Perevyazka D. S., Tereschenko A. A. Selekciya rannespelyh gibridov kukuruzy s bystroy otdachey vlagi zernom pri sozrevanii // Risovodstvo. 2019. № 4 (45). S. 19-24. Орлянский Н. А., Орлянская Н. А. Оценка комбинационной способности новых линий кукурузы европейской кремнистой плазмы // АПК России. 2020. Т. 27. № 4. С. 629-635. Orlyanskiy N. A., Orlyanskaya N. A. Ocenka kombinacionnoy sposobnosti novyh liniy kukuruzy evropeyskoy kremnistoy plazmy // APK Rossii. 2020. T. 27. № 4. S. 629-635. Зезин Н. Н., Намятов М. А. Результаты внедрения зерновой технологии возделывания кукурузы на Среднем Урале // Кормопроизводство. 2018. № 3. С. 11-15. DOI: 10.25685/KRM.2018.2018.11695. Zezin N. N., Namyatov M. A. Rezul'taty vnedreniya zernovoy tehnologii vozdelyvaniya kukuruzy na Srednem Urale // Kormoproizvodstvo. 2018. № 3. S. 11-15. DOI: 10.25685/KRM.2018.2018.11695. Vancetovic J., Ignjatovic-Micic D., Trbovic D., Delic N., Bozinovic S., Nikolic A., Kostadinovic M. Biochemical and physical kernel properties of a standard maize hybrid in different TopCross™ Blends // Scientia Agricola. 2017. Vol. 74. No. 6. Pp. 461-468. DOI: 10.1590/1678-992X-2016-0302. Vancetovic J., Ignjatovic-Micic D., Trbovic D., Delic N., Bozinovic S., Nikolic A., Kostadinovic M. Biochemical and physical kernel properties of a standard maize hybrid in different TopCross™ Blends // Scientia Agricola. 2017. Vol. 74. No. 6. Pp. 461-468. DOI: 10.1590/1678-992X-2016-0302. Kahriman F., Akbulut Ş., Düz G., Songur U., Egesel C. Ö. Screening of genetic variability in Turkish maize landraces for protein and starch related traits [e-resource] // Maydica. 2020. Vol. 65. No. 1. URL: https://journals-crea.4science.it/index.php/maydica/article/view/2035/1266 (date of access: 12.01.2022). Kahriman F., Akbulut Ş., Düz G., Songur U., Egesel C. Ö. Screening of genetic variability in Turkish maize landraces for protein and starch related traits [e-resource] // Maydica. 2020. Vol. 65. No. 1. URL: https://journals-crea.4science.it/index.php/maydica/article/view/2035/1266 (date of access: 12.01.2022). Sofy S. O., Hamakareem H. F., Abdulla S. M., Sheikh, Ahmad K. R., Abdulla A. S., Omer D. A., Rahim D. A., Faraj J. M., Trojan V., Tahir N. A. Exploring chemical composition and genetic dissimilarities between maize accessions [e-resource] // Maydica. 2020. Vol. 65. No. 1. URL: https://journals-crea.4science.it/index.php/maydica/article/view/2050/1271 (date of access: 12.01.2022). Sofy S. O., Hamakareem H. F., Abdulla S. M., Sheikh, Ahmad K. R., Abdulla A. S., Omer D. A., Rahim D. A., Faraj J. M., Trojan V., Tahir N. A. Exploring chemical composition and genetic dissimilarities between maize accessions [e-resource] // Maydica. 2020. Vol. 65. No. 1. URL: https://journals-crea.4science.it/index.php/maydica/article/view/2050/1271 (date of access: 12.01.2022). Демин Е. А., Еремина Д. В. Влияние минеральных удобрений и сроков посева на урожайность зеленой массы кукурузы в лесостепной зоне Зауралья // Вестник КрасГАУ. 2020. № 10 (163). С. 27-33. DOI: 10.36718/1819-4036-2020-10-27-33. Demin E. A., Eremina D. V. Vliyanie mineral'nyh udobreniy i srokov poseva na urozhaynost' zelenoy massy kukuruzy v lesostepnoy zone Zaural'ya // Vestnik KrasGAU. 2020. № 10 (163). S. 27-33. DOI: 10.36718/1819-4036-2020-10-27-33. Dar A. A., Choudhury A. R., Kancharla P. K., Arumugam N. The FAD2 gene in plants: Occurrence, regulation, and role [e-resource] // Frontiers in Plant Science. 2017. Vol. 8. Article number 1789. URL: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2017.01789/full (дата обращения: 26.12.2021). DOI: 10.3389/fpls.2017.01789. Dar A. A., Choudhury A. R., Kancharla P. K., Arumugam N. The FAD2 gene in plants: Occurrence, regulation, and role [e-resource] // Frontiers in Plant Science. 2017. Vol. 8. Article number 1789. URL: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2017.01789/full (data obrascheniya: 26.12.2021). DOI: 10.3389/fpls.2017.01789. Zhao X., Wei J., He L., Zhang Y., Zhao Y., Xu X., Wei Y., Ge S., Ding D., Liu M., Gao S., Xu J. Identification of fatty acid desaturases in maize and their differential responses to low and high temperature [e-resource] // Genes. 2019. Vol. 10 (6). Article number 445. URL: https://pdfs.semanticscholar.org/4a01/f613f23bdd9cde7c19b2177be4ad301cb72a.pdf?_ga=2.145849140.1853357814.1647712271-1636624732.1641282245 (date of access: 16.01.2022). DOI: 10.3390/genes10060445. Zhao X., Wei J., He L., Zhang Y., Zhao Y., Xu X., Wei Y., Ge S., Ding D., Liu M., Gao S., Xu J. Identification of fatty acid desaturases in maize and their differential responses to low and high temperature [e-resource] // Genes. 2019. Vol. 10 (6). Article number 445. URL: https://pdfs.semanticscholar.org/4a01/f613f23bdd9cde7c19b2177be4ad301cb72a.pdf?_ga=2.145849140.1853357814.1647712271-1636624732.1641282245 (date of access: 16.01.2022). DOI: 10.3390/genes10060445. Сотченко В. С., Горбачева А. Г., Панфилов А. Э., Казакова Н. И., Ветошкина И. А. Норма и стабильность реакции раннеспелых гибридов кукурузы на условия вегетации // Кормопроизводство. 2020. № 4. С. 39-43. DOI: 10.25685/KRM.2020.2020.63669. Sotchenko V. S., Gorbacheva A. G., Panfilov A. E., Kazakova N. I., Vetoshkina I. A. Norma i stabil'nost' reakcii rannespelyh gibridov kukuruzy na usloviya vegetacii // Kormoproizvodstvo. 2020. № 4. S. 39-43. DOI: 10.25685/KRM.2020.2020.63669. Akinwale R. O., Awosanmi F. E., Ogunniyi O. O., Fadoji A. O. Determinants of drought tolerance at seedling stage in early and extra-early maize hybrids [e-resource] // Maydica. 2017. Vol. 62. No. 1. URL: https://journals-crea.4science.it/index.php/maydica/article/view/1563/1073 (date of access: 19.10.2021). Akinwale R. O., Awosanmi F. E., Ogunniyi O. O., Fadoji A. O. Determinants of drought tolerance at seedling stage in early and extra-early maize hybrids [e-resource] // Maydica. 2017. Vol. 62. No. 1. URL: https://journals-crea.4science.it/index.php/maydica/article/view/1563/1073 (date of access: 19.10.2021). Ao S., Russelle M. P., Varga T., Feyereisen G. W., Coulter J. A. Drought tolerance in maize is influenced by timing of drought stress initiation // Crop Science. 2020. Vol. 60 (3). Pp. 1591-1606. DOI: 10.1002/csc2.20108. Ao S., Russelle M. P., Varga T., Feyereisen G. W., Coulter J. A. Drought tolerance in maize is influenced by timing of drought stress initiation // Crop Science. 2020. Vol. 60 (3). Pp. 1591-1606. DOI: 10.1002/csc2.20108. Nóia Júnior R. D. S., do Amaral G. C., Pezzopane J. E. M., Toledo J. V., Xavier T. M. T. Ecophysiology of c3 and c4 plants in terms of responses to extreme soil temperatures // Theoretical and Experimental Plant Physiology. 2018. Т. 30. No. 3. Pp. 261-274. DOI: 10.1007/s40626-018-0120-7. Nóia Júnior R. D. S., do Amaral G. C., Pezzopane J. E. M., Toledo J. V., Xavier T. M. T. Ecophysiology of c3 and c4 plants in terms of responses to extreme soil temperatures // Theoretical and Experimental Plant Physiology. 2018. T. 30. No. 3. Pp. 261-274. DOI: 10.1007/s40626-018-0120-7. Ильин В. С., Логинова А. М., Губин С. В., Гетц Г. В. Экологическое испытание новых гибридов кукурузы, созданных с участием омских инбредных линий, с использованием селекционных индексов // Успехи современного естествознания. 2017. № 12. С. 61-65. Il'in V. S., Loginova A. M., Gubin S. V., Getc G. V. Ekologicheskoe ispytanie novyh gibridov kukuruzy, sozdannyh s uchastiem omskih inbrednyh liniy, s ispol'zovaniem selekcionnyh indeksov // Uspehi sovremennogo estestvoznaniya. 2017. № 12. S. 61-65. Li Y., Zhou K., Jiang M., Zhang B., Zou H., Aslam M. Assessment of drought tolerance based impacts with over-expression of zmltp3 in maize (Zea mays L.) // Cereal research communications. 2019. Vol. 47 (1). Pp. 22-31. DOI: 10.1556/0806.46.2018.062. Li Y., Zhou K., Jiang M., Zhang B., Zou H., Aslam M. Assessment of drought tolerance based impacts with over-expression of zmltp3 in maize (Zea mays L.) // Cereal research communications. 2019. Vol. 47 (1). Pp. 22-31. DOI: 10.1556/0806.46.2018.062. Демин Е. А., Еремин Д. И. Влияние минеральных удобрений на содержание белка и крахмала в зерне кукурузы, выращиваемой в лесостепной зоне Зауралья // Вестник АПК Ставрополья. 2018. № 2 (30). С. 130-133. DOI: 10.31279/2222-9345-2018-7-30-130-133. Demin E. A., Eremin D. I. Vliyanie mineral'nyh udobreniy na soderzhanie belka i krahmala v zerne kukuruzy, vyraschivaemoy v lesostepnoy zone Zaural'ya // Vestnik APK Stavropol'ya. 2018. № 2 (30). S. 130-133. DOI: 10.31279/2222-9345-2018-7-30-130-133.