Введение. Главная цель выращивания кукурузы на корм в Уральском регионе – обеспечение рационов сельскохозяйственных животных крахмалом [‎1]. Кукурузный крахмал является наиболее ценным с энергетической точки зрения веществом в связи с его свойством перевариваться не только в рубце, но и в тонком кишечнике животных, что обеспечивает оптимальное и эффективное использование энергии [2]. Содержание крахмала в сухой массе кукурузы (главным образом в зерне) находится в прямой зависимости от фазы развития растений [3]. Поэтому основное условие высокой кормовой ценности кукурузы заключается в достижении растениями восковой спелости зерна до перехода среднесуточной температуры воздуха через биологический минимум.Основным лимитирующим фактором, который ограничивает область выращивания кукурузы как зерновой культуры, является ее высокая требовательность к ресурсам тепла [4]. Как отмечает J.M. Lyons [5], растения, выращиваемые в регионах с умеренным климатом, постоянно подвергаются воздействию температур, которые положительно или отрицательно отклоняются от оптимальных, что у большинства растений приводит к физиологическим и биохимическим повреждениям. Низкие температуры подавляют метаболические реакции и вызывают негативные изменения фотосинтетической активности [6].Одно из условий адаптации кукурузы для Среднего Урала – создание и подбор гибридов с коротким вегетационным периодом [7–10]. В настоящее время самыми скороспелыми отечественными гибридами, включенными в государственный реестр по Уральскому, Центральному, Волго–Вятскому и Восточно–Сибирскому регионам, являются Кубанский 101 СВ и Кубанский 102 МВ (ФАО 120) [11]. Однако в условиях лесолуговой зоны Свердловской области даже такой уровень скороспелости не обеспечивает гарантий достижения зерном кукурузы физиологической спелости [12]. Поэтому одновременно с созданием скороспелых гибридов кукурузы необходима разработка сортовой агротехники, адаптированной к условиям Среднего Урала, включающая, в частности, оптимизацию срока посева.Если при обосновании этого элемента технологии основываться на минимальных биологических требованиях культуры, то посев необходимо проводить при прогревании почвы до 10–12 °С [13–16]. На Урале почва до таких температур прогревается, как правило, во второй половине мая [1717]. Исследования на Южном Урале показали, что посев кукурузы в ранние сроки (в начале мая) периодически создает неблагоприятные условия для всходов семян, однако данный прием способствует смещению фаз созревания зерна на более теплый период [18]. Это сопровождается увеличением доли зерна в силосной массе и существенным повышением концентрации обменной энергии [19–21]. Поэтому, несмотря на высокую требовательность кукурузы к теплу, возникает необходимость переноса посева на ранний срок с целью повышения вероятности получения высокоэнергетических кормов в условиях Уральского региона [22]. Негативная реакция растений на снижение температуры ниже биологического минимума в период прорастания семян и ухудшение фитосанитарной обстановки могут быть нивелированы созданием и подбором холодостойких гибридов [23] и применением эффективных средств и схем защиты растений [24].Исследования по изучению многолетних тенденций изменения гидротермических факторов, проведенные для лесолуговой зоны Среднего Урала, позволяют отметить рост сумм активных температур за период с мая по сентябрь [25]. Это позволяет сделать благоприятный прогноз для дальнейшей адаптации кукурузы в регионе как зерновой культуры.Цель исследования – обоснование оптимальных сроков посева кукурузы в условиях Среднего Урала.Объекты и методы. Исследование выполнено в рамках государственного задания Уральского НИИСХ – филиала ФГБНУ УрФАНИЦ УрО РАН по теме: «Создание и усовершенствование адаптивных технологий возделывания и переработки экономически значимых сельскохозяйственных культур на основе оптимизации биотических и абиотических факторов» (FNUW–2021–0001). В соответствии с целью исследований в 2019–2021 гг. на Кольцовском опытном участке Уральского НИИСХ – филиала ФГБНУ УрФАНИЦ УрО РАН (координаты: 56.758496 с. ш., 60.860905 в. д.), было изучено влияние срока посева на зерновую продуктивность трех гибридов кукурузы: скороспелого Кубанский 102 МВ (ФАО 120), ультрараннего Росс 130 (ФАО 140) МВ и раннеспелого Байкал (170) [26] в условиях лесолуговой (подтаежной) зоны Среднего Урала.Наблюдения и учеты проводились в соответствии с методикой ВНИИ кукурузы [27]. Химический состав определяли в аналитической лаборатории Уральского НИИСХ (влажность растительных материалов – гравиметрическим методом, содержание крахмала – поляриметрическим методом по ГОСТ 10845-98).Почва опытного участка – темно-серая лесная слабооподзоленная тяжелосуглинистая. Сумма поглощенных оснований в пахотном слое 22,7 мг-экв/100 г почвы, рН солевой вытяжки – 5,1. Содержание гумуса составляет в среднем 3,77 %, легкогидролизуемого азота – 132 мг/кг почвы, фосфора – 177,3, калия – 92 мг/кг. Агротехника в опыте: предшественник кукурузы в опытах – горох; весной под культивацию вносили сложные удобрения в дозе N60P60K60. Посев проводили в два срока: в 2019 г. – 9 и 25 мая, в 2020 и 2021 гг. – 5 и 25 мая. Способ посева – ручной на глубину 5–7 см при ширине междурядий 70 см. Норма высева – 80 тыс. семян на 1 га. Для защиты растений от сорняков применялись: после посева довсходовый препарат почвенного действия «Мерлин», ВДГ (0,15 г/га), в фазе 3–4 листьев – препарат кросс-спектра «Майстер Пауэр», МД (1,5 л/га), в фазе 7–8 листьев проведена междурядная обработка. Сроки уборки: в 2019 г. – 20 сентября, в 2020 г. – 28 сентября, в 2021 г. – 15 сентября. Общая площадь делянки – 22,4 м2, учетная – 9,8 м2. Повторность в опыте трехкратная.В 2019 г. сумма температур выше 10 °С за период май–сентябрь была близка к среднемноголетним значениям (1869 °С), отклонение составило 34 °С . Сумма осадков за период с мая по сентябрь составила 391 мм. В 2020 г. в тот же период отмечена умеренно увлажненная и теплая погода с суммой температур 2036 °С, суммой осадков – 360 мм, 2021 г. характеризовался жаркой и засушливой погодой. Сумма температур за период с мая по сентябрь составила 2313 °С, а сумма осадков – 114 мм.Проверка статистических гипотез проводилась методами дисперсионного, корреляционного, регрессионного анализов с использованием электронных таблиц MS Excel.Результаты и их обсуждение. Наблюдения показали, что между гибридами нет различий по продолжительности периода от посева до всходов. Вместе с тем наблюдается тесная зависимость этого периода от температурного фона и запасов продуктивной влаги в почве (табл. 1, 2).В 2019 г. на фоне похолодания в период прорастания семян при посеве 9 мая наблюдается увеличение продолжительности данного периода на 5 сут по сравнению с поздним сроком посева. Таблица 1 Влияние срока посева на продолжительность периода «посев – всходы» в зависимости от срока посева (2019–2021 гг.) ГодДата появления всходовПериод «посев – всходы», сутОпережение за счет раннего срока посева, сутДата посева5–9.0525.055–9.0525.05201925.055.06161111202016.0512.06111827202115.056.061012222019–2021––121420 Таблица 2Запасы продуктивной влаги в слое 0–10 см и средняя температура воздуха в зависимости от срока посева (2019–2021 гг.) ГодЗапасы продуктивной влагив слое 0–10 см, ммСредняя температуравоздуха, °СДата посева5–9.0525.055–9.0525.05201918,820,510,914,8202018,17,716,515,9202119,58,216,015,82019–202118,812,114,515,5  В 2020 и 2021 гг. заметной разницы по температурному режиму почвы между сроками посева не установлено, однако снижение запасов продуктивной влаги в слое 0–10 см в конце мая привело к удлинению продолжительности периода всходов на 2–7 сут относительно посева в первой декаде месяца. Основное положительное влияние ранних сроков посева заключалось в том, что они обеспечили опережение появления всходов в среднем на 20 дней с колебаниями по годам от 11 до 27 дней.Продолжительность периода от всходов до цветения початка зависела как от скороспелости гибридов, так и от сроков посева (табл. 3).  Таблица 3 Дата цветения и продолжительность периода «всходы – цветение початка»в зависимости от срока посева (2019–2021 гг.) ГодДата цветения початкаПериод «всходы –цветение початка», сутОпережениеза счет раннего срока посева, сутДата посева5–9.0525.055–9.0525.05123456Кубанский 102 МВ201925.0705.08616111202016.0730.08614814202106.0725.075249192019–2021––585315Росс 130 МВ201930.0707.0866638202020.0703.08655214202111.0702.085757222019–2021––635715Окончание табл. 3123456Байкал201905.0813.0872698202028.0707.08735610202117.0705.086360192019–2021––696212  В среднем по годам и срокам посева у скороспелого гибрида Кубанский 102 МВ продолжительность обсуждаемого периода составила 55 сут, у ультрараннего Росс 130 МВ – 60, а у раннеспелого Байкал – 66 сут. Как правило, для всех трех гибридов наблюдается тенденция к сокращению продолжительности периода от раннего срока посева к позднему, за исключением гибридов Кубанский 102 МВ в 2019 г. и Росс 130 МВ в 2021 г. Тем не менее, опережение за счет раннего срока посева составило в среднем 14 сут, что обеспечило растениям дополнительные ресурсы тепла и времени для завершения развития на более поздних стадиях.Число дней от цветения початка до молочной спелости также варьировало как по гибридам, так и по срокам посева. По данным корреляционного анализа существует сильная (r = –0,87) обратная зависимость данного показателя от средней температуры воздуха (табл. 4).  Таблица 4 Связь средней температуры воздуха с продолжительностью периода «цветение початка – молочная спелость» при различных сроках посева (2019–2021 гг.) ГодСредняя температуравоздуха, °СПродолжительность периода «цветение початка молочная спелость зерна», сутОпережениеза счет раннего срока посева, сутДата посева5–9.0525.055–9.0525.05Кубанский 102 МВ201916,215,2292911202018,716,1323214202118,119,2272618Росс 130 МВ201914,413,7343812202016,815,6323214202118,620,5262420Байкал201914–35––202016,113,9354015202118,820,2242318  Наблюдения показали, что в 2019 и 2020 гг. средняя температура воздуха в период «цветение початка – молочная спелость» для гибридов кукурузы снижалась при переносе срока посева на конец мая, а в 2021 г., напротив, повышалась. В 2019 г. при низких ресурсах тепла растения кукурузы по–разному реагировали на снижение температуры воздуха. Изменение температуры не повлияло на продолжительность периода от цветения початка до молочной спелости зерна скороспелого гибрида Кубанский 102 МВ. Для ультрараннего гибрида Росс 130 МВ в связи со снижением температуры воздуха наблюдалось удлинение этого периода с 34 до 38 сут. Раннеспелый гибрид Байкал на фоне низкой теплообеспеченности не достиг фазы молочной спелости при посеве в третьей декаде мая. На фоне достаточной теплообеспеченности 2020 года продолжительность периода «цветение початка – молочная спелость зерна» у гибридов Кубанский 102 МВ и Росс 130 МВ составила 32 дня и не зависела от температуры воздуха. У гибрида Байкал в связи с более поздним созреванием снижение температуры воздуха привело к удлинению анализируемого периода с 35 до 40 сут. В 2021 г. в посевах конца мая генеративный период проходил на более благоприятном температурном фоне, что привело к сокращению его продолжительности, наиболее выраженному у гибрида Росс 130 МВ.К моменту наступления фазы молочной спелости зерна опережение развития растений за счет раннего срока посева колебалось от 11 до 18 сут, а для раннеспелого гибрида Байкал при дефиците 2019 г. ранний срок посева стал обязательным условием достижения молочной спелости зерна.Анализ урожайности сухой массы кукурузы не показал устойчивой тенденции влияния сроков на этот параметр продуктивности (табл. 5). Таблица 5 Урожайность сухой массы и зерна различных по скороспелости гибридов кукурузы в зависимости от срока посева (2019–2021 гг.) ГодУрожайность сухой массы, т/гаУрожайность зерна14 % влажности, т/гаДата посева5–9.0525.055–9.0525.05Кубанский 102 МВ20197,457,693,132,8220207,527,394,593,7320218,207,375,584,36Среднее 2019–20217,737,484,433,63Росс 130 МВ20198,788,052,592,2020208,738,193,993,3520219,476,486,073,27Среднее 2019–20218,997,574,222,94Байкал201911,1110,382,221,7620207,788,303,511,8520219,689,515,685,06Среднее 2019–20219,529,403,802,89НСР05: фактор А (годы)0,300,33фактор Б (сроки посева)0,250,27фактор В (гибриды) 0,300,33  Так, скороспелый гибрид сформировал достоверную прибавку урожая за счет раннего посева лишь в 2021 г., а раннеспелый – в 2019. Стабильная положительная реакция на этот прием наблюдалась лишь у ультрараннего гибрида.Напротив, максимальная урожайность зерна у всех трех гибридов за весь период исследования получена при посеве в первой декаде мая. Наиболее продуктивен скороспелый гибрид (4,03 т/га); ультраранний и раннеспелый гибриды уступают ему на 0,46 и 0,69 т/га соответственно. Наиболее благоприятные условия для формирования урожайности зерна сложились в 2021 г. на фоне высокой теплообеспеченности: в этих условиях в среднем по срокам и гибридам она составила 5 т/га. При удовлетворительной (2020 г.) и низкой (2019 г.) теплообеспеченности урожайность зерна снижалась соответственно на 1,5 и 2,6 т/га.Как уже отмечено, основная цель выращивания кукурузы на Среднем Урале заключается в производстве кормового крахмала, который содержится в основном в зерне [28]. Кроме того, накопление крахмала происходит на заключительных стадиях формирования эндосперма, что приводит к тесной зависимости его содержания от влажности зерна как показателя спелости [29, 30] (табл. 6). Таблица 6Доля початка в сухом веществе и уборочная влажность зерна в зависимости от срока посева (2019–2021 гг.) ГодДоля зерна в сухом веществе, %Уборочная влажность зерна, %Дата посева5–9.0525.055–9.0525.05Кубанский 102 МВ201936,131,651,555,9202052,543,441,953,2202158,550,925,841,4Среднее 2019–202150,042,939,750,2Росс 130 МВ201925,423,566,071,0202039,335,251,060,4202155,143,434,652,2Среднее 2019–202139,534,050,561,2Байкал201917,214,671,177,4202038,819,160,678,7202150,245,833,155,2Среднее 2019–202136,125,354,970,5  Слабая зависимость урожайности сухой массы от сроков посева и значительное влияние этого фактора на урожайность зерна привели к существенному изменению структуры урожая кукурузы. В частности выявлено увеличение доли зерна в сухой массе в среднем на 7,1 процентного пункта у скороспелого гибрида, на 5,5 пункта – у ультрараннего и на 10,8 пункта – у раннеспелого.Дополнительные ресурсы тепла и времени, которые обеспечил посев в первой декаде мая, позволили продлить период накопления сухого вещества в зерне, о чем свидетельствует анализ его влажности. Снижение уборочной влажности за счет раннего срока посева в среднем составило 12,4 процентного пункта. Наиболее выраженное снижение влажности наблюдается у раннеспелого гибрида – 15,5 пункта, у ультрараннего и скороспелого гибридов влажность снизилась на 10,7 и 10,4 пункта соответственно. Наблюдается усиление варьирования влажности по срокам посева в 2021 г. на фоне высокой обеспеченности теплом (табл. 7). Таблица 7 Содержание и сбор крахмала гибридов кукурузы в сухом зернев зависимости от срока посева (2019–2021 гг.) ГодСодержание крахмала в зерне, %Сбор крахмала, т/гапосев 5–9.05посев 25.05посев 5–9.05посев 25.0512345Кубанский 102 МВ201965,860,21,771,46202068,661,72,711,98202163,662,93,052,36Среднее 2019–202166,061,62,511,93Росс 130 МВ201964,055,51,431,05202067,861,12,331,76202163,962,93,341,77Среднее 2019–202165,259,82,361,53Окончание табл. 712345Байкал201941,230,50,790,46202059,937,51,810,60202160,061,82,932,69Среднее 2019–202153,743,31,841,25НСР05: фактор А (годы)0,28фактор Б (сроки посева) 0,23фактор В (гибриды)0,28  Оба фактора (повышение доли зерна и снижение его влажности под влиянием раннего срока посева) привели к увеличению содержания крахмала в сухой массе кукурузы в среднем на 6,8 процентных пункта. При этом раннеспелый гибрид уступает по данному показателю ультрараннему и скороспелому гибридам в среднем на 14,1 и 15,3 пункта. Кроме того, скороспелый гибрид показывает меньшие колебания изучаемого показателя по годам и срокам посева, чем ультраранний и раннеспелый гибриды. Наибольшая прибавка содержания крахмала за счет раннего срока посева отмечена у раннеспелого гибрида в 2019 и 2020 гг. (соответственно на 10,7 и 22,4 пункта). В 2021 г. на фоне высокой обеспеченности теплом содержание крахмала в зерне у всех гибридов варьировало в меньшей степени.Установленные закономерности положительно отразились на основном целевом показателе – сборе крахмала с гектара. Максимальный сбор крахмала за период исследования обеспечил скороспелый гибрид, показав преимущество перед раннеспелым и ультраранним при посеве в первой декаде мая соответственно на 0,15 и 0,67 т/га, в третьей декаде – на 0,40 и 0,68 т/га. Прирост сбора крахмала за счет раннего срока посева у скороспелого гибрида составила: в среднем – 0,58 т/га; ультрараннего – 0,84; раннеспелого – 0,59 т/га. Наиболее благоприятные условия для формирования крахмала сложились на высоком температурном фоне 2021 г.Корреляционный анализ показал тесную прямую зависимость сбора крахмала от урожайности зерна (r = 0,98) и практическое отсутствие связи с урожайностью сухой массы (r = –0,15). Это позволяет заключить, что на Среднем Урале основным критерием оценки кормовой продуктивности кукурузы является высокая урожайность зерна. При этом к необходимым условиям ее формирования следует относить создание и подбор скороспелых и ультраранних гибридов группы ФАО 120–150 и смещение срока посева кукурузы на первую декаду мая. Заключение 1. В условиях лесолуговой зоны Среднего Урала смещение срока посева кукурузы с третьей декады мая на первую приводит к опережению фазы цветения початка в среднем на 16 сут, молочной спелости зерна – на 15 сут. Это обеспечивает дополнительные ресурсы тепла и времени для полноценного налива зерна и накопления сухого вещества в предуборочный период.2. Анализ урожайности сухой массы не выявил устойчивого влияния срока посева на этот показатель; напротив, максимальная урожайность зерна при статистически достоверных прибавках получена при посеве кукурузы в первой декаде мая. При этом наиболее продуктивен скороспелый гибрид Кубанский 02 МВ (4,03 т/га). Ультраранний гибрид Росс 130 МВ и раннеспелый Байкал уступают ему соответственно на 0,46 и 0,69 т/га. Отмечено положительное влияние раннего срока посева на долю зерна в сухом веществе всех трех гибридов и снижение уборочной влажности зерна на 12,4 процентного пункта.3. Отмеченные эффекты обеспечили существенное повышение содержания кормового крахмала в сухом веществе и прирост его сбора с гектара посева кукурузы за счет раннего срока посева в среднем на 0,58 т/га у скороспелого, на 0,84 т/га – у ультрараннего и на 0,59 т/га – раннеспелого гибридов.4. Корреляционный анализ показал тесную положительную зависимость сбора крахмала от урожайности зерна кукурузы и слабую связь этого показателя с урожайностью сухой массы. Это позволяет использовать урожайность зерна в качестве интегрированного показателя продуктивности и питательной ценности кукурузы, выращиваемой на корм в условиях Среднего Урала.