Проблеми створення гібридів кукурудзи зі швидкою віддачею вологості

167

Чернобай Л. М. зав. лабораторії селекції і насінництва кукурудзи, канд. с-г наук, Кузьмишина Н. В. зав лаб. інтродукції і зберігання генетичних ресурсів рослин, канд. с.-г. наук

Останніми роками відбувається суттєві зміни кліматичних умов, все частіше як на початковій стадії органогенезу кукурудзи, так і на інших фазах її розвитку трапляються певні погодні негаразди; суворі стресові умови в критичні періоди росту та розвитку кукурудзи, тривалі періоди суттєвої нестачі вологи під час вегетації, зниження температури у фазі початкового росту або різкого підвищення перед цвітінням та наливом зерна. Саме за таких умов питання стабільності поведінки гібриду, очікування та отримання стабільної прогнозованої врожайності набуває нового значення.

В свою чергу,  говорячи про врожайність, слід аналізувати також рівень вологості зерна, при високих показниках якого отримуємо підвищення урожайності. В ринкових умовах необґрунтоване використання додаткових залучених ресурсів – шлях до втрати конкурентноздатності, тому що сушка зерна кукурудзи до базисної норми (14 %) при 30-35 % збиральній вологості потребує більше затрат, ніж увесь комплекс робіт по вирощуванню. Цілком зрозуміло, що на практичному рівні показники передзбиральної вологості відрізняються від розрахункових в залежності від комплексу чинників. Враховуючи те, що одним з механізмів підвищення врожайності є оптимізація селекційних моделей та агрофітоценозів за рахунок густоти еректоїдних гібридів, досить показовою є динаміка накопичення передзбиральної вологи. Що в свою чергу зумовлює обґрунтований вибір гібриду і подальшу технологію його вирощування і використання.

На сьогоднішній день зниження збиральної вологості зерна кукурудзи стало одним з важливих напрямів сучасної селекції кукурудзи здатним забезпечити значну економію енергоресурсів і тим самим підвищити рентабельність виробництва та економічну ефективність вирощування кукурудзи. Значущість проблеми спонукає дослідників шукати різні шляхи її вирішення, але найбільш вживаним методом залишається оцінка збиральної вологості зерна, що не відображає всієї складності процесу формування ознаки і унеможливлює селекційні маніпуляції з генетичними детермінантами складових ознаки на ранніх етапах дозрівання зерна. Аналіз динаміки вологовіддачі під час дозрівання ускладнюється відсутністю надійних аналітичних методів визначення вологості зерна придатних для масової оцінки селекційного матеріалу. Промисловість не випускає спеціалізованого обладнання для селекційних цілей, тому існує потреба калібрування промислових моделей вологомірів з дотриманням метрологічних вимог.

Втрата вологості зерном під час дозрівання залежить від багатьох чинників,  пов’язана з товщиною та проникливістю перикарпія, кількістю та ступенем гідрофільності запасних поживних речовин ендосперму.

Сприяють віддачі вологості і деякі морфологічні ознаки качана (товщина стрижня, лінійні розміри зернівки, крупність зерна, кількість і здатність до розкриття обгорток, поникання качана, строки прояву чорного прошарку в зерні, консистенція ендосперму), біологічних і онтогенетичних властивостей гібрида (тривалість латентної фази, стійкість до посухи, ремонтантність).

Встановлено, що під час накопичення сухої речовини перевагу мають кременисті форми, а по закінченні визрівання зменшення вологи в зерні краще відбувається у зубоподібних зразків. Об’єднання в одному генотипі цих двох підвидів може позитивно вплинути на швидкість перебігу відповідних процесів.

Фенотипові значення вологості зерна в процесі достигання у гібридів кукурудзи мають різну амплітуду, в залежності від групи стиглості. Встановлено закономірності вологовіддачі зерном у гібридів кукурудзи різних груп стиглості при достиганні, які зумовлені різними темпами перебігу цього процесу і наявністю чітко виражених генотипових відмінностей опосередкованих впливом середовища.

Зниження вологості зерна поділяють на два етапи, пов’язані з різними фізіологічними процесами та умовами навколишнього середовища в даний період. Перший етап пов’язаний із завершенням наливу зерна і триває за літературними даними, до досягнення вологості близько 40 %. Другий етап пов’язаний із фізичними процесами висихання зерна. Селекціонери намагаються досягти скорочення першого періоду, який генетично детермінується.

Гравіметричний метод оцінки вмісту вологи у зерні дозволив оцінити характер та швидкість вологовіддачі зерна. Перший відбір проб розпочинали на двадцяту добу після запилення. На першому етапі вміст вологи у зерні гібридів різних груп стиглості був приблизно на одному рівні, хоча відбір матеріалу для аналізу проводився у різний час для кожної групи гібридів. Це узгоджується з фізіологічними процесами, що розпочинаються після періоду запилення. Гібриди різних груп стиглості мали однаковий характер зниження вологості зерна, але у гібридів ранньостиглої та середньоранньої груп він мав більш пролонгований характер і сягав позначки близько 32 % в той же період, що і у гібридів інших груп стиглості.

Виявлено, що при різних темпах віддачі вологи у гібридів ранньостиглої, середньоранньої та середньопізньої груп стиглості характер вологовіддачі зерна більш відповідає батьківському компоненту. Темпи вологовіддачі зерна середньостиглого гібриду займали проміжний характер у порівнянні з двома батьківськими компонентами.

Відповідно до кліматичних зон об’єктивність оцінювання тривалості вегетаційного періоду в Україні підвищуватиметься з півдня на північ, але важливим є виявлення строків збирання, які здатні найкраще диференціювати генотипи за вологістю зерна. В Україні вологість зерна кукурудзи під час збирання значно коливається залежно від кліматичних зон вирощування. Так, за оптимальних строків сівби у Степу вологість зерна може бути на рівні 7–9%, а в середньому становити 14–19%, у Лісостепу зазвичай — 20–25, на Поліссі — 30–35%. До того ж восени створюються відповідні погодні умови, за яких природна вологовіддача практично припиняється і може вирівнюватись за групами.

За останні роки значно розширились екологічні зони посівів кукурудзи в Україні за рахунок її поширення в більш північні та західні регіони. В південних регіонах відновлюється вирощування кукурудзи в умовах зрошення. Дуже ранні (ФАО 110-149) та ранньостиглі (ФАО 150-199) гібриди займають західний регіон країни, на північній та східній частині поширені середньоранні (ФАО 200-299) та середньостиглі (ФАО 300-399), в Степовій зоні  – середньостиглі та середньопізні (ФАО 400-499).

Для більшості регіонів обґрунтованим є вирощування гібридів включно до ФАО-300-399. При цьому також слід враховувати і динаміку глобальних кліматичних змін та потенціалу накопичення більшої суми ефективних температур. Вибір гібриду, технології вирощування і напряму переробки визначально залежить від аргументованого вибору типу кукурудзи, групи стиглості та відповідно зони вирощування. Так у групі досліджуваних середньоранніх та середньостиглих гібридів  (DKC 3923, DKC 3711, DKC 4114, DKC 4333, P 9175, DKC 4014, DKC 3415) фірми «Монсанто Україна», що проходили екологічне випробування в Інституті рослинництва ім. В. Я. Юр’єва, вологість зерна під час збирання в зоні Лісостепу становила 17,4-24,3 %, а в зоні Степу досягала стандартної вологості на кінець вегетації 14,5-14,7 %. У цих гібридів зерно достигає за 107-112 діб. Посушливі роки не вплинули на таку ознаку як висота рослини та прикріплення верхнього качана. Їх рівень досягав 230-250 см та 80-110 см відповідно. За структурою качана вони мали довгий качан (21-22 см), маса 100 насінин була на рівні 260-315 г.

На рівні проаналізованих комерційних гібридів кукурудзи можна виділити високу інтенсивність цього процесу за групами ФАО 210-240 і відносно менш інтенсивну динаміку за групою ФАО 330. Слід також зазначити, що спеціалізована селекція на інтенсивну втрату вологи кукурудзою в період дозрівання продемонструвала досить високу ефективність і на сьогодні є непоодинокі приклади коли більш пізні гібриди мають меншу вологість, ніш більш ранні.

В Інституті рослинництва створено ряд ранньостиглих гібридів (ФАО 190) Зоряний, Скіф, Печеніг (на основі батьківського компоненту Кумір, ознаки якого спричинюють прискоренню втрату вологи зерном), які в Зоні степу показують вологість 14,5 %, а в зоні Лісостепу 15-16 %.

В групі середньоранніх виділено гібриди Вимпел МВ, Світанок МВ, Сузір’я, Лелека МВ, які характеризуються низькою вологістю до 18-22 %.

Селекція кукурудзи на скоростиглість має багатовекторні спрямування, залежить від умов вирощування гібридів та включає систему ознак. Слід зазначити, що генотипи, які швидко втрачають вологу зерна під час дозрівання, часто знижують врожайність, зокрема в посушливих, жарких умовах, та характеризуються низькою адаптивною стійкістю. Така їх особливість пов’язана з механізмами, які зумовлюють формування низької вологості зерна під час дозрівання. Сучасна селекція скоростиглих гібридів розвивається, головним чином, у двох напрямах: створення гібридів північного та південного екотипів. При цьому завдання та вихідний матеріал для кожного із них різні. Зокрема, для гібридів північного екотипу велике значення мають такі ознаки: нейтральна фотоперіодична реакція на довгий день; прискорене накопичення сухої речовини в зерні; стійкість до холоду (особливо на початку вегетації і в кінці), витривалість незначних заморозків; толерантність до загущення посівів; висока стійкість до вилягання та інші. Для скоростиглих гібридів південного екотипу, це насамперед стійкість до посухи і жари, низька вологість зерна під час збирання, висока насіннєва продуктивність батьківських компонентів та ін.

Сучасна селекція пропонує аграріям гібриди кукурудзи із високою вологовіддачею, зерно яких може досягати базисної вологості на кінець вегетації, а для України, що виступає як одна з основних країн-постачальників сільськогосподарської продукції на світовому ринку, надзвичайно важливим є поширення у виробництво гібридів сільськогосподарських культур, які б відповідали світовим стандартам за рівнем врожайності та його якості.

Тому в селекційних програмах слід приділяти більше уваги створенню нових гібридів кукурудзи, найбільш пристосованих до доробки зерна з найменшими затратами, а саме з відповідною збиральною вологою, стандартною масою та формою зерна, типовою за забарвленням, високим рівнем гібридності. Вологість зерна під час збирання справляє істотний вплив на показники економічної ефективності виробництва зерна. Тож формуючи структури гібридів,  надавати перевагу гібридам, які здатні формувати високий урожай і швидко віддавати вологу.