2 Введение

В основных направлениях экономического и социального развития Республики Казахстан на период до 2030 года одной из главных задач в сельском хозяйстве является неуклонное наращивание производства зерна. Основной путь решения этой задачи - повсеместное повышение урожайности зерновых культур, среди которых важная роль отводится кукурузе, как одной из наиболее урожайных и конкурентоспособных культур в условиях рынка.

Кукуруза одна из ведущих зерновых и кормовых культур в мировом земледелии. У нее огромные потенциальные возможности и при соблюдении технологии возделывания она может давать урожаи в 2-3 раза выше зернофуражных культур.

Согласно статистическим данным, по Южно-Казахстанской области посевные площади кукурузы, возделываемой на зерно и силос, в конце 1980-х годов доходили до 40-50 тыс.га. В последние годы площади посева составляют более 25 тыс.га.

3 Почвенно-климатические условия Южно-Казахстанской области

Климат континентальный. Зима умеренно теплая, бывают оттепели до +10 С° и похолодания до −15 С°. Лето жаркое, продолжительное. Иногда температура достигает +45, а на юге Южно-Казахстанской области +49 С°. Среднегодовое количество осадков 100—200 мм, в горах местами до 1600 мм.

Почвенно-климатические условия Южно-Казахстанской области благоприятны для возделывания кукурузы (большое количество тепла, длинный безморозный период, не суровые зимы). Анализ состояния отрасли показывает, что одна из основных причин низкой урожайности культур – низкое качество семенного материала и сортовое несоответствие местным условиям. Значительный подъем урожайности культуры возможен лишь на основе агроприемов, разработанных соответственно различным природным и экономическим условиям разнообразных зон. Одним из важнейших элементов этого комплекса является возделывание наиболее продуктивных и высококачественных, устойчивых к основным болезням и хорошо приспособленных к местным условиям сортов и гибридов культур.

Поэтому для обеспечения населения страны зерном кукурузы для поддержания высоких семенных качеств и продуктивности культур необходимо проводить систематическое сортообновление и сортосмену. Изучение и внедрение сортов кукурузы зарубежной селекции имеет актуальность для развития науки в аграрном секторе Республики Казахстан.

В настоящее время крестьяне хозяйства сеют гибриды или сорта производственного происхождения, поэтому урожайность их очень низка. Одна из причин – отсутствие адаптированных гибридов к местным почвенно-климатическим условиям южного Казахстана.

Однако, кукуруза характеризуется исключительным многообразием форм и большой изменчивостью морфологических признаков и биологических свойств при выращивании ее в различных географических районах.

Широкое эколого-географическое испытание гибридов показывает их урожаи, другие же сильно реагируют на изменение условий выращивания.

Выводы о возможности возделывания того или иного гибрида кукурузы должны быть сделаны на основе многолетних экологических испытаний (в течение 2-3 лет) в конкретных условиях выращивания. Только в этом случае можно выявить потенциал продуктивности гибрида и сделать рекомендации о целесообразности обоснованного использования именно этого гибрида на зерно, зеленую массу, пищевые цели.

Таблица 5 - Характеристика плодородия почв. Агрохимические по-

казатели

Дата обследования: 7.05.2016г

№ поля	Содержание гумуса, %	Содержание доступных питательных веществ (мг на 1кг почвы)
		Р2О5	К2О	NО3
1	0,95	58,0	232,0	66,3
2	1,2	46,0	228,0	50,9

В почвенных образцах определяли: гумус по И.В. Тюрину (ГОСТ 26213-91) , общий азот по Кьельдалю (ГОСТ 26107-84); легкогидролизуемый азот по И.В.Тюрину и М.М. Кононовой; аммиачный азот с реактивом Несслера, колориметрически; нитратный азот (N-NO3) ионоселективным методом (ГОСТ 26951-86), содержание подвижного фосфора по Б. Мачигину (ГОСТ 26205-91); содержание обменного калия на пламенном фотометре из той же вытяжки, что и подвижный фосфор (ГОСТ 2605-91); плотный остаток по ГОСТ 26425-85.

Это объясняется тем, что 98% азота сосредоточено в гумусе - интегрирующем показателе плодородия почв, которого в описываемых почвах сравнительно не много - в целом <1%. Содержание фосфора очень контрастное, и варьирует в пределах от 34 до 58 мг/кг почвы, что соответствует повышенной и высокой степени обеспеченности, а калия низкой и средней степени. Для орошаемых земель содержание подвижного фосфора варьировало в более узком диапазоне - от 16,2 до 34,8 мг/кг почвы, что соответствует средней и низкой степени обеспеченности этих почв фосфором.

Таблица 6 - Площади пашни, посева, урожайность и валовые сборы основных сельскохозяйственных культур

Наименования	Га	%	Урожайность с ц/га (2016г)
Площадь пашни, всего	1082
Из них:
Посевная площадь	598	100
Зерновые+зернобобовые,из них:	410	69	8
Пшеница	244	60	15,1
Ячмень	160	39	7
Кукуруза	6	1	25
Сафлор	20	3	5,6
Картофель	2,4	0,4
Овощи	1,5	0,3
Виноград	58	0,7
Пары	320
многолетние, всего	164	27
из них травы текущего года	2
не занятые земли	107

В области полеводства:

Пашни составили 1082,4362 га, из них: в 2016г посевная площадь составила 597,9га, в т.ч площадь под зерновыми и зернобобовыми культурами – 410га, из них пшеницы – 244га, ячменя – 160га, кукурузы – 6га. Сафлор – 20га, картофель – 2,4га, овощи – 1,5га, старый виноградник – 58га, пары – 320га, многолетние травы с учетом прошлых лет – 164га, из них травы текущего года – 2га, незанятые земли – 106,5362га. В настоящее время проводится работа по переводу непригодных земель пашни на пастбищные земли.

Фактически убранная площадь составила – 552,9га, из них озимой пшеницы убрано с 181га, яровой пшеницы – 20га, ярового ячменя – 160га, сафлора – 20га, многолетних трав – 162га, кукурузы – 6га, овощей – 1,5га, картофеля – 2,4га, при этом 43га яровой пшеницы потравлены животными (составлен акт от 24.08.2016г).

Урожайность зерновых и зернобобовых культур составила 8ц/га, в том числе озимой пшеницы 15,1ц/га, яровой пшеницы – 10,5ц/га, ячменя – 7ц/га. Содержание мертвого отхода зерновых и зернобобовых составляет 9%.

4 Ботаническая характеристика

Кукуруза — однодольное, однолетнее травянистое растение семейства злаковых (Gramíneae). Ботаническое название ее Zea mays L.

От большей части возделываемых хлебных злаков она отличается мощным развитием, рядом морфологических и биологических особенностей.

Стебель прямостоячий, округлый, гладкий, с утолщенными углами, с заполненной сердцевиной, в которой равномерно расположены сосудисто-волокнистые пучки. Сердцевина представляет собой рыхлую паренхимную ткань, богатую водой и питательными веществами. От основания к верхушке побега диаметр междоузлий уменьшается, а длина их увеличивается, 3-5 нижних сближенных междоузлий находится в почве. Междоузлия на стороне, обращенной к листу, обычно имеют ясно выраженную продольную бороздку. Образование таких бороздок связывают с тем, что пазушные почки сформировываются рано, бывают крупными и как бы выдавливают эти бороздки при росте (вытягивании) междоузлия.

Высота стебля в зависимости от сорта (формы) колеблется от 0,5 до 3м, у некоторых позднеспелых южных форм стебель достигает высоты 5-6м. стебель способен к ветвлению. Наряду с одностебельными распространены кустящиеся формы. Благодаря хорошо развитой механической ткани – склеренхимы стебель прочный, хорошо переносит большие механические нагрузки.

Листья крупные, линейные, цельнокрайные, параллельнонервные, сверху опушенные, расположены поочередно на противоположных сторонах стебля. Влагалища листьев плотно облегают стебель. Площадь листьев на одном растении составляет 0,5-1м2 и больше в зависимости от ботанической группы и гибрида (сорта). Иногда листовая поверхность увеличивается благодаря облиственности ножек початков, а также образованию листовых пластинок на обвертках початков и развитию боковых побегов (пасынков) из пазушных почек нижних междоузлий стебля.

Растение однодомное, раздельнополое, перекрестноопыляющееся. Мужское соцветие – метелка. Она венчает верхушку стебля, продуцирует до 20-30 млн. пыльцевых зерен. Соцветие из центральной оси, которая является продолжением верхнего междоузлия, и боковых осей. Колоски метелки двухцветковые, с тремя пыльниками в каждом цветке, один цветок на ножке, другой – сидячий, с двумя тонкими цветковыми чешуями и двумя околоцветковыми пленками.

Женское соцветие – початок, формируется в пазухах листьев. Колоски початка закладываются вдоль оси соцветия попарно. В каждом колоске закладываются по два цветка, из которых развивается только один, верхний цветок, а нижний вскоре атрофируется.

На початке обычно бывает четное число продольных рядов цветков, а затем зерен – от 8 до 16, чаще всего 12-14 рядков. У отдельных сортов число рядков зерен в початке может достигать 18-20, а иногда 28-30. Пестик с крупной завязью и очень длинным столбиком. Во время цветения столбики выходят за пределы обвертки. На початке закладывается до 500-1000 семяпочек.

Плод – зерновка, обычно голая, крупная. Зерновка кукурузы, так же как и других хлебных злаков, представляет собой односемянный плод, но значительно отличается по внешнему виду, форме, размерам, строению и химическому составу.

Масса 1000 семян у мелкосемянных сортов 100-150г, у крупносемянных, наиболее распространенных сортов 300-400г (у пшеницы 18-40г).

В зависимости от групп и сорта (гибрида) зерновки кукурузы имеют различную окраску – белую, кремовую, желтую, оранжевую, красную. Зерно кукурузы содержит в среднем (в %): воды 11-14, крахмала 56-61, протеина 8,8-9,6, масла 4,2-4,8, клетчатки 2-2,8, гидролизуемой клетчатки 9,8-11,7, золы 1,3-1,6. Зерновка кукурузы состоит из трех основных частей: оболочки, эндосперма и зародыша.

Оболочка представлена двумя сросшимися слоями – плодовой и семенной оболочкой, ее масса составляет 6-8% общей массы зерна. Плодовая оболочка (перикарпий) образуется из стенок завязи, а семенная – из стенок семяпочки. Следует отметить, что у многих форм кукурузы семенная оболочка частично или полностью редуцируется, и в последнем случае оболочка зерновки представлена только перикарпием. Запасные питательные вещества эндосперма мобилизуются при прорастании семян. Образуется эндосперм после оплодотворения вторичного ядра зародышевого мешка. Быстро разрастаясь, он занимает большую часть зерновки и составляет 80-85% ее массы.

В периферической части эндосперма расположен алейроновый слой, состоящий из одного ряда клеток, плотно прилегающих к внутреннему слою оболочки. В клетках содержится много белка, а у некоторых форм и масла, крахмал в них отсутствует. Алейроновый слой – источник ауксинов, ферментов и других веществ, играющих важную роль в мобилизации запасных питательных веществ эндосперма при прорастании семени. Центральная часть эндосперма состоит из однородных крупных клеток, заполненных крахмалом. Периферические клетки эндосперма более вытянутые.

Зародыш, возникающий в результате оплодотворения яйцеклетки, у кукурузы крупный, на его долю приходится 10-14% массы зерновки. Он хорошо виден невооруженным глазом, состоит из щитка, почечки и корешка. Щиток состоит из довольно крупных паренхимных клеток, включающих белки, крахмал и жиры. При прорастании семян эти запасные вещества в первую очередь превращаются в водорастворимые питательные вещества. В дальнейшем щиток играет важную роль в мобилизации запасных питательных веществ эндосперма и питании растущего зародыша. Почечка погружена в массивное тело щитка и состоит из конуса нарастания и 5-7 зачаточных листочков, покрытых колеоптилем. Зародыш кукурузы богат зольными элементами (80% общего их содержания в зерновке), белками (22%), жирами (80-84%).

Исследования показали, что дикий предок кукурузы значительно отличался от ее культурных форм. Початки были мелкими, удлиненными, с мелким зерном и ломким стержнем початка, обвертки располагались у его основания, оставляя початок не укрытым.

На формообразование кукурузы, несомненно, решающее влияние оказал человек. В процессе длительного возделывания кукуруза превратилась в ярко выраженное высококультурное растение, неспособное к самостоятельному существованию без помощи человека. Вследствие прочного прикрепления початка к побегу и наличию плотной обвертки зерно кукурузы практически не осыпается, початки обмываются редко, стебель достаточно прочный.

Под влиянием естественного отбора и многовекового и разностороннего воздействия человека (селекция, агротехника, расселение) возникло огромное разнообразие различных форм кукурузы. Не удивительно, что многие признаки различных форм имеют большую амплитуду изменчивости (по Н.Н.Кулешову) : продолжительность вегетационного периода 70-330 дней, высота растений 0,6-6,5м, число листьев 7-42, длина ножки початка 3-50 см, длина початка 4-50см, число рядков зерен 8-30, число зерен в ряду 15-70, масса початка 30-500г, масса 1000 зерен 35-1000г.

4.1 Кукуруза - Zea mays L. Сем. мятликовые - Роасеае

Однолетнее растение высотой 1-3 м. Стебли одиночные, узловатые, бамбукоподобные. Листья линейные, заостренные. Цветки однополые: тычиночные собраны в верхушечные метелки, пестичные - в початках, скрытых в пазухах стеблевых листьев. Плод - зерновка желто-оранжевого цвета. Собраны в цилиндрический початок вертикальными рядами. Цветет в августе-сентябре, плоды созревают в сентябре-октябре.

В рыльцах кукурузы найдены: жирное масло (до 2,5%), горькие гликозидные вещества (до 1,15%), сапонины (до 3,18%), криптоксантин, аскорбиновая и пантотеновая кислоты, витамины K1, D, E, инозит, ситостерол, стигмастерол, фитогемаглютинины, гликокинины, смолы, камеди, органические спирты. Экстрактивных веществ требуется не менее 15%.

В семенах кукурузы содержатся крахмал (до 61,2%), пентозаны (7,4%), витамины B1 (0,15-0,2 мг%), B2 (около 100 мг%), B6, биотин, никотиновая и пантотеновая кислоты, кверцетин, изокверцитрин и другие.

В зерне кукурузы (в основном в зародышах) содержится около 6% жирного масла. После отделения зерна от зародышей из последних путем отжима под прессом или экстракцией получают кукурузное масло. Свежее масло прозрачное, золотисто-желтого цвета, запах слабый, обладает хорошими вкусовыми качествами, легко усваивается. В процессе образования солода из зерен кукурузы образуется много полезных веществ: витамины B и E, фитогормоны, ферменты, крахмал превращается в дисахарид мальтозу, белки гидролизуются до аминокислот.

4.2 Пленчатая кукуруза (Zea mays L., tunicata). Зерно заключено в пленку, образующуюся из колосовых чешуй. Этот подвид кукурузы в посевах не встречается и производственного значения не имеет.

4.3 Лопающаяся кукуруза (Zea mays L., everta). Эндосперм зерна почти полностью роговидный, небольшая часть мучнистого эндосперма находится только возле зародыша. При поджаривании зерно лопается, эндосперм выбрасывается в виде легкой белой массы, превосходящей первоначальный объем зерна в 15-30 раз. Подвид делится на рисовую и перловую. Крахмала в зерне 62-72%, белка 10-14%.

4.4 Кремнистая кукуруза (Zea mays L., indurata). По консистенции зерна занимает промежуточное положение между лопающейся и крахмалистой кукурузой. В средней части зерна эндосперм мучнистый, а по краям роговидный. Крахмала в зерне 65-83%, белка 8-18%, жира до 5%. Ценное сырье для производства муки, из которой приготавливают мамалыгу, хлебные изделия и муку.

4.5 Зубовидная кукуруза (Zea mays L., Sindentata). Эндосперм зерна по бокам роговидный, в верхней и средней частях мучнистый. При подсыхании зерна верхняя, мучнистая часть сокращается в объеме сильнее, чем роговидная, отчего верхушка зерна западает, образуя ямочку, которая придает зерну форму конского зуба. Зубовидная кукуруза, по сравнению с кремнистыми сортами, выделяется комплексом хозяйственно ценных признаков. В первую очередь это высокая урожайность, величина початка и хорошее качество зерна, устойчивость к полеганию и т. д. Крахмала в зерне 68-76%, белка 8-10%, жира около 5%.

4.6 Сахарная кукуруза (Zea mays L., saccharata). Возникла как мутант зубовидной и кремнистой кукурузы. Эндосперм сахарной кукурузы содержит незначительную часть крахмала, но зато в нем много водорастворимых полисахаридов — декстрина. При высыхании и созревании зерно этого вида приобретает морщинистую форму по всей поверхности, что объясняется присутствием декстрина, который уменьшается в объеме при подсыхании. Выращивается она главным образом, для использования в пищу в отварном виде (свежеубранная), консервированном и замороженном. Белка в зерне до 18-20%, углеводов до 64%, жира 8-9%.