Гибриды кукурузы устойчивые к засухе и жаре
В 2016 году в Румынии и Сербии стартовала новая кампания фирмы КВС под названием ClimaControl3. Вниманию аграриев были представлены гибриды кукурузы нового поколения, селекция которых велась с упором на толерантность к основным стрессовым факторам, возникающим во время вегетации кукурузы.
Что же, собственно говоря, представляет собой ClimaControl3 ?
ClimaControl3 – это свойство гибридов новой генетики толерантно переносить стресс, вызванный жарой и засухой на трех важнейших этапах развития кукурузы: до цветения, во время цветения и в период налива зерна.
Каким же образом определяются толерантные гибриды, получающие логотип ClimaControl3?
Первым и главным показателем является урожай. Все гибриды ClimaControl3 отличаются высоким уровнем урожайности (превышение не менее 5% на всех опытных локациях) по сравнению с остальным опытным материалом, а также популярными гибридами конкурирующих селекционных фирм, взятыми в опыты как стандарты.
Чтобы отобрать наиболее стабильные гибриды из высокоурожайных, сотрудниками компании КВС производится набор наблюдений в течение всей вегетации. При этом ключевыми периодами являются фазы цветения и налива зерна.
Для данных целей используется широкая сеть локаций во всей Европе от Германии до России, включающая в себя около 43 опытных полей в 12 европейских странах. Наличие большого количества локаций позволяет охватить регионы с различными типами климата – от умеренного до резко континентального. Следовательно, мы тестируем наши генотипы в совершенно разных условиях, когда основные факторы стресса (жара и засуха) проявляются на разных стадиях вегетации кукурузы, как до, так и во время и после цветения.
Кроме этого, как дополнительное средство контроля достоверности информации, получаемой из сети опытных локаций, уже на протяжении нескольких лет, существуют «Drought platforms». Таким образом именуются особые виды полевых опытов, где изучается реакция генотипов кукурузы на засушливые условия в разные периоды развития. В опытах такого вида используется контролируемое капельное орошение. С его помощью поддерживаются оптимальные условия увлажнения почвы на отдельных делянках опыта, в то время как остальные делянки не орошаются, и культура страдает от дефицита влаги в почве. Кукуруза подвергается стрессу в трех основных фазах развития: до, во время и после цветения.
Влияние жары и засухи на продуктивность кукурузы
В первую очередь хотелось бы разграничить понятия «жары» и «засухи».
Жара — это повышение температуры воздуха до +35 °С и выше1. Наиболее опасна она в период «цветение метелок кукурузы» – выброса пыльцы. Поскольку оболочка пыльцевых зерен очень тонкая, то при температуре cвыше +30°С она быстро пересыхает. Вследствие этого пыльца теряет жизнеспособность. Жара более 2 дней может привести к недостатку фертильной пыльцы в посеве, что чревато череззерницей и невыполненными верхушками початков.
Понятие «засуха» связано с дефицитом доступной почвенной влаги в течение некоторого времени. При этом, как правило, преобладают высокие температуры воздуха (+30°С и выше).
Потребность кукурузы во влаге в начальные этапы вегетации невысока (примерно 30 мм/месяц). Поэтому до семи-восьми листьев случаи проявления признаков недостатка влаги (засухи) очень редки2. Для фазы развития кукурузы «семь-восемь листьев» характерно формирование генеративных органов – метелки и початка. Большинство научных источников пришли к выводу, что стресс, вызванный засухой в этот период развития, не столь критичен для мужского соцветия (метелки), но негативно проявляется на женском соцветии (початке). Вследствии нехватки влаги в этот период растение уменьшает количество рядов зерен в початке. Так, примером, у гибрида генетически может быть обусловлено наличие 16 рядов зерен, но из-за перенесённого стресса в период закладки початка количество рядов зерен может сокращаться до 14, а в экстремальных случаях и до 12. По другим данным очень критичной является более ранняя фаза онтогенеза - «два-три листа», когда происходит сама закладка и дифференциация генеративных органов.
В случае возникновения засухи незадолго до цветения или в его начале у основной массы гибридов кукурузы наблюдается состояние, когда при своевременном выбрасывании метелок, «шелк» початков появляется с некоторым опозданием. Такое явление объясняется тем, что для формирования и выталкивания «шелка» наружу, кукурузе необходимо значительное количество воды. Совершенно логично, что в условиях её дефицита цветение початка также будет происходить с опозданием. В зависимости от генотипа, такая задержка может достигать и недели.
Опасность сдвига в цветении метелки и початка
При значительных расхождениях в датах наступления цветения, очень возрастает угроза дефицита пыльцы. Из-за более раннего старта цветения метелки окончание выброса пыльцы наступает тоже раньше. А если к этому добавить жаркие погодные условия и недостаток доступной почвенной влаги, то продолжительность цветения метелки сократится еще больше. В то же время, неопыленные пестичные нити («шелк»), зацветшего с опозданием початка, будут упорно ждать пыльцу и расходовать воду, которой и так недостает. Все это ведет к неполному оплодотворению, что выражается в череззернице и пустых верхушках («носах») початков, а в экстремальных случаях и к почти полной потере урожая.
Таким образом, идеальное цветение это – синхронное цветение мужского и женского соцветий кукурузы, чем обеспечивается нормальное опыление всего посева, почти полностью исключется возможность дефицита пыльцы и экономятся водные ресурсы, поскольку поддержка жизне-способности неопыленного «шелка» требует значительных затрат влаги.
Именно поэтому, еще одним важным параметром для гибридов ClimaControl3 является синхронность цветения метелки и початка в любых климатических условиях, или с минимальным сдвигом (не более одного дня), особенно в условиях сильного стресса
Засуха во время налива зерна
Засуха провоцирует недовыполненность зерна, то есть снижение показателей его натуры и массы 1000 зёрен, а это напрямую негативно влияет и на урожайность.
Вдобавок, нехватка влаги в данный период вегетации может сопровождаться абортированием (отмиранием) уже оплодотворенных зерен, начиная, в основном, от верхушки початка. Это вполне нормальный природный механизм защиты, когда растение в стрессовых условиях пытается сохранить более развитые зерновки и для это оттягивает ассимилянты из менее развитых.
Беря во внимание проблемы, возникающие в поздние фазы вегетации в засушливой среде, показателем стабильности гибрида в период после цветения (налива зерна) для ClimaControl3 является стабильность массы 1000 зерен. Для мониторинга гибридов кукурузы по устойчивости этого признака, ежегодно проводятся отборы образцов зерен с опытных полей.
Еще одним индикатором засухо-устойчивости «царицы полей» в период налива зерна является, так называемый, эффект Stay Green или ремонтантность. Применительно к данной культуре, ремонтантность – это свойство растения кукурузы сохранять зелеными вегетативные органы после достижения ее зерном физиологической спелости. Наличие такового свойства говорит о том, что даже в условиях засухи, фотосинтезирующий аппарат кукурузы сохраняет свою функциональность и будет поставлять ассимилянты к початку, обеспечивая нормальный процесс налива зерна. Присутствие эффекта Stay Green также часто служит признаком устройчивости растения к полеганию и стеблевым гнилям.
Подводя черту всему ранее изложенному, хотелось бы добавить, что логотип ClimaControl3 получают только те гибриды, которые на протяжении не менее двух лет международных наблюдений в разнообразных климатических условиях, подтвердили надежность и стабильность урожайности, а также соответствие всем выше указанным критериям.