Использование приспособленных гибридов кукурузы требует применения соответствующих методов выращивания.
Растениям пища также необходима, как людям и животным. Полное проявление всех качеств желательных гибридов возможно только при условии выращивания растений на почвах, хорошо обеспеченных сбалансированными дозами удобрений.
На делянках Морроу в университете, штата Иллинойс кукурузу выращивают бессменно уже около 100 лет, и она дает урожаи от 31,7 ц/га до 101,6 ц/га. Обзор исследований, проведенных на делянках Морроу за 80 лет, составили Бун и Гернсей и др.
Делянки Морроу были заложены в 1876 г. для изучения влияния севооборотов и внесения удобрений на урожайность культурных растений.
Влияние севооборотов и удобрений на урожайность кукурузы на делянках Морроу. В период 1904—1919 гг. урожаи с делянок бессменной культуры кукурузы были заметно ниже, чем на делянках, входивших в севообороты, и внесение на них магния, извести и фосфора повысило урожаи по сравнению с урожаями с неудобренных делянок примерно на 50%. В период 1920—1937 гг. урожаи были примерно на том же уровне, хотя на большинстве делянок они слегка понизились.
Введение гибридных сортов кукурузы в 1937 г. резко повысило урожаи на удобренных делянках. В 1938—1954 гг. средние урожаи на всех делянках, за исключением неудобренных под посевом овса — кукурузы и неудобренных с бессменной культурой кукурузы, повысились примерно на 50%. Наиболее сильное повышение урожайности отмечено на делянках, входивших в севообороты. Плодородие почвы на неудобренных делянках, занятых кукурузой — овсом и бессменной культурой кукурузы, было, очевидно, настолько низким, что почва оказалась неспособной отозваться на высокоурожайный потенциал гибридной кукурузы.
Начавшееся с 1955 г. внесение на некоторые делянки азота, фосфора и калия по фону извести сильно повысило урожаи кукурузы на ранее неудобрявшихся субделянках и на субделянках с бессменной культурой кукурузы, на которые ранее вносились магний, известь и фосфор. Однако внесение азота, фосфора и калия по фону извести на те субделянки в севооборотах, на которые раньше вносили магний, известь и фосфор, не дало повышения урожаев. Прибавка урожая на 42,5 ц/га в результате внесения извести, азота, фосфора и калия на ранее не удобрявшиеся субделянки бессменной культуры кукурузы показало, что почва сохранила свою потенциальную продуктивность в течение почти 80 лет, несмотря на недостаточное удобрение.
Харви изучал поглощение и использование ионных форм азота, выращивая инбредные линии и гибриды в водных растворах минеральных веществ. Реакция линий кукурузы сильно различалась. По-видимому, эффективное использование аммонийного азота является частично доминантным признаком.
Крайние степени недостаточности магния влияют, по-видимому, на созревание, высоту растений, высоту прикрепления початков, урожай зерна, поражение стеблей гиббереллезом и на содержание белка в зерне.
Лутц и др. показали, что кукуруза по-разному отзывается на некоторые свойства кислой почвы.
Число растений на единицу площади следует регулировать в соответствии с продуктивностью почвы и водообеспеченностью. Широкие исследования показали, что можно получить гибриды, приспособленные к различным уровням плодородия почвы и густоты стояния растений. Однако они должны также обладать повышенной устойчивостью к полеганию, засухе, бесплодию и т. д.
О различной отзывчивости линий кукурузы на разные уровни плодородия почвы сообщали Брайан, Югенхеймер и Пьер. Данген и др. сравнивали гибриды на двух сильно различавшихся уровнях плодородия почвы. На лучшей почве средний урожай по всем гибридам составил 79,3 ц/га. На менее плодородной урожай достиг только 41,8 ц/га. Удивительно сильно различалась на обеих почвах реакции простого гибрида WF 9X38-11. На лучшей почве прибавка урожая была только 63,5 кг/га по сравнению со средним урожаем всех гибридов на данном поле. На бедной почве урожай был на 5,7 ц/га ниже среднего урожая.
В Урбане, штат Иллинойс, два гибрида выращивали на почве с ограниченным содержанием азота. При посеве из расчета одно растение на гнездо оба гибрида получали достаточное количество азота. Гибрид WF 9X38-11 явно превосходил гибрид НуХ07 по длине початка и общему урожаю. А при посеве четыре растения на гнездо гибрид HyХ07 превосходил гибрид WF9X38-11 по урожаю и по признакам початка и зерна.
Киссельбах, Майлс и Рост составили обзоры работ по влиянию различных агротехнических приемов на урожаи кукурузы в США. Майлс указывал, что большинство гибридов следует высевать из расчета одно семя на гнездо на каждые 15,8 ц/га потенциального урожая.
Раннеспелые гибриды нужно высевать из расчета одно семя на каждые 12,7 ц/га ожидаемого урожая. Для получения максимальных урожаев кукурузы густота посева должна обеспечивать средний вес початка при уборке примерно в 227 г. Крупные початки можно получать только пожертвовав значительной долей урожая.
По данным Ланга, Пендлтона и Дангена, содержание белка и масла в зерне понижалось по мере увеличения густоты стояния растений и снижения доз внесения азота. Гибриды, склонные к многопочатковости при низкой густоте стояния растений, давали при высокой густоте стояния наименьший процент бесплодных стеблей. Наивысшие урожаи получались в тех случаях, когда средний вес початка составлял 290 г.
Ланг опубликовал превосходную статью, озаглавленную «Азот, гибриды и густота стояния растений». Он подчеркнул важность регулирования норм высева семян в соответствии с ожидаемыми уровнями урожайности. Гибрид Hy2XOh7 очень хорошо выдерживал высокие нормы высева, в то время как WF9XC103 оказался очень чувствительным к ним.
На шестом совещании ФАО по гибридной кукурузе, проходившем в Португалии в 1953 г., Бекер и другие исследователи обсуждали вопросы ширины междурядий и густоты стояния растений. В одном из опытов изучались пять вариантов густоты стояния растений, два варианта ширины междурядий и два гибрида. Оптимальная густота стояния составляла 7—8 растений на 1 кв. м. Изучалось влияние густоты стояния растений на число початков и на урожай семян на растение. Густота стояния растений сильнее влияла на урожай семян, чем на число початков. Урожайность была значительно выше на глинистых почвах, чем на песчаных. Наивысшие урожаи были получены на глинистых почвах при густоте стояния 7 растений на 1 кв. м.
В европейских странах кукурузу сеют обычно гуще, чем в США. Американские фермеры заинтересованы главным образом в урожае початков. Растения обычно запахивают в почву в качестве органического удобрения. Европейские фермеры используют все растение целиком. Поэтому бесплодность растений и меньший размер початков, наблюдающиеся при чрезмерном загущении посевов, не считаются в Европе серьезными недостатками, так как на корм используется все растение целиком.
Пендлтон и Зейф сравнивали посевы карликового двойного гибрида типа брахитик 2 (Иллидворф 513) при ширине междурядий 50, 75 и 100 см и густоте стояния 30, 40, 50, 60, 70 и 80 тыс. растений на 1 га. При густоте стояния от 30 до 50 тыс. растений на 1 га урожаи повышались, но по мере увеличения числа растений до 80 000 наблюдалось постепенное снижение урожаев. В результате повышения густоты стояния увеличивалось число бесплодных растений, полегаемость и длина метелок и снижались вес початков и содержание белка в зерне.
Повышенные урожаи зерна были получены при ширине междурядий 75 см и густоте стояния 50 000 растений на 1 га. Для получения максимальных урожаев при узких междурядьях требуется несколько более высокая густота стояния растений, чем при междурядьях шириной 100 см. Сужение ширины междурядий несильно влияло на число бесплодных растений, длину метелки или содержание белка в зерне. Вообще же сильное увеличение густоты стояния растений карликовой кукурузы брахитик-2 по сравнению с рекомендуемой в настоящее время в кукурузном поясе для обычной кукурузы не обеспечивало повышения ее урожаев.
По данным Пендлтона и Зейфа, затенение растений кукурузы соседними рядками более высоких растений может сильно понизить урожаи. Дополнительный свет, поступающий к высокорослым растениям вследствие низкорослости кукурузы на соседних рядках не обеспечивал сильного повышения урожая. Один рядок карликовой кукурузы, окруженный нормальными растениями кукурузы, дал зерна на 30% меньше, чем такой же рядок, граничащий с карликовыми растениями. А урожай с одного рядка нормальной кукурузы, окруженного карликовыми растениями, лишь на 6% превысил урожай с рядка, окруженного высокой кукурузой.
Улучшенные гибриды кукурузы, выращенные в США при повышенной густоте стояния растений, повышенном плодородии почвы и орошении, давали значительно более высокие урожаи. Эль-Лакани и Расселл изучали в анализирующих скрещиваниях инбредных линий зависимость между признаками кукурузы и ее урожаями. При низкой густоте стояния высота растений и прикрепления початков хорошо коррелировала с урожаем; при средней густоте стояния растений между диаметром початка, процентом выхода зерна, высотой растений и высотой прикрепления початков и урожаем наблюдалась значительная корреляция. При высокой густоте стояния растений все признаки, за исключением веса 300 зерен и сроков цветения метелок и появления нитей, также сильно коррелировали с урожаем. Авторы пришли к выводу, что различия в урожае определялись всеми изученными его компонентами, кроме веса зерна. Наибольшее значение имело число початков на растение, хотя диаметр початка был почти так же важен.
Ратжер сравнивал урожаи зерна простых гибридов и их родительских инбредных линий. Увеличение густоты стояния растений с 37 000 до 86 000 на 1 га повышало средние урожаи инбредных линий на 48%, а гибридов на 37,%. Одна из инбредных линий при густоте стояния 86 000 растений на 1 га дала такой же урожай, как простой гибрид, в создании которого она участвовала, при 37 000 растений на 1 га. Гетерозис по урожаю зерна наблюдался при сравнении гибридов и инбредных линий при эквивалентных индексах листовой поверхности во время появления пестичных нитей. Среди инбредных линий были отмечены большие различия в эффективности образования зерна на единицу листовой поверхности, но ни одна из них не достигала такой эффективности, как любой из гибридов.
Фери и Яник изучали реакцию зубовидной и сахарной кукурузы на различную густоту стояния растений, используя для этой цели квадратно-гнездовое и рядовое размещение растений при густоте стояния от 2375 до 151 957 растений на 1 га. Урожай зерна на единицу площади повышался до определенного предела густоты стояния растений, в то время как общий урожай надземной массы был асимптотически связан с густотой стояния растений.
Уильямс и др. выращивали кукурузу с густотой стояния от 6750 (1094 га) до 707500 растений на 1 га (114 615 га) при чрезвычайно благоприятных условиях. Максимальная интенсивность образования сухого вещества 515 кг/га в сутки (52 г в сутки на растение) была достигнута при наивысшей густоте стояния в течение 12 дней перед появлением метелок. В этот период образование сухого вещества было прямой, функцией доли солнечной радиации, поглощаемой листовым аппаратом. Потребление чистой энергии при этом максимуме составляло 2,9% получаемой солнечной радиации, и это определяло до 47% вычисленной максимальной эффективности. При современных способах культуры на зеленый корм способность кукурузы улавливать световую энергию используется не полностью.