Статьи

На что способна кукуруза

Кукуруза занимает важное место среди хлебных злаков и имеет огромное народно-хозяйственное значение во всем мире. Основным фактором стресса, который ограничивает ее урожайность, является засуха. В большинстве регионов кукурузосеяния, включая Россию, дефицит влаги в течение вегетационного периода возникает непредсказуемо. Это приводит к значительным колебаниям урожайности культуры по годам (до 10 раз!). Средние потери урожайности вследствие засухи составляют приблизительно 30-50 % от потенциально возможной.

Современные гибриды кукурузы обладают потенциалом продуктивности не ниже 10 т/га. Вместе с тем, погодные условия ряда областей РФ реализации этого потенциала не способствуют.

Причины этому мы наблюдаем ежегодно: это недостаток осадков, особенно в критические периоды развития кукурузы, высокие температуры и низкая относительная влажность воздуха.

По наблюдениям Кэмпа, продолжительные высокие температуры могут подавлять фотосинтетическую активность и снижать урожаи. Причинами некачественного завязывания семян в початке могут являться: стерильная вследствие высоких температур пыльца; гибель метелок, исключающая высвобождение пыльцы; отсутствие у рылец восприимчивости к пыльце; большой разрыв в цветении мужских и женских цветков.

Салливан и Блюм определяли засухоустойчивость как избегание и выносливость. Последний термин означает способность клеток выживать или функционировать, несмотря на обезвоживание тканей при высокой температуре. Сравнивая кукурузу с одной из самых засухоустойчивых культур – сорго, они пришли к следующим выводам:

  1. Устьица кукурузы более чувствительны к понижению потенциала почвенной влаги, чем устьица сорго.
  2. Листья кукурузы более устойчивы к воздействию высоких температур, чем листья сорго.
  3. Различия в признаках корней определяют более высокую засухоустойчивость сорго по сравнению с кукурузой.
  4. Длина и обилие корней не обеспечивают никаких преимуществ в засушливых условиях.
  5. И кукуруза, и сорго чувствительны к ослаблению фотосинтеза при снижении тургора листьев.
  6. До начала селекции на засухоустойчивость необходимо определять характер, силу проявления и сроки наступления стрессов, в условиях которых растениям придется развиваться в поле.

Засухоустойчивость – это результат многочисленных позитивных, с точки зрения процесса формирования урожайности, реакций растительного организма на изменяющиеся условия внешней среды. Сами по себе внешние условия оказывают влияние на генотип в течение всего жизненного цикла. Учитывая продолжительный и сложный характер этого взаимодействия, мы не можем утверждать, что засухоустойчивость растения обусловлена присутствием одного гена. Это сложный признак и вероятнее всего, что он контролируется нескольким генами, действие которых проявляется на фоне целенаправленного отбора. Специалисты компании Лимагрен глубоко убеждены в том, что в основе создания успешного гибрида, прежде всего, лежит его кропотливый поиск из тысяч гибридных комбинаций путем альтернативного тестирования в самых разнообразных сочетаниях агроклиматических факторов.

Цель отбора лучшего генотипа с течением времени не меняется, меняются лишь методы. Они становятся все более изощренными, адаптированными под современный уровень человеческих знаний в естественных науках, в том числе в селекции и генетике.
Важную роль в эволюции методов отбора играют и передовые технологии. Компания Лимагрен разработала инновационную методику HYDRANEO®, суть которой состоит в определении синтетического показателя, свойственного каждому гибриду кукурузы – индекса засухоустойчивости HYDRANEO DTI (drought tolerant index). По этому критерию можно надежно идентифицировать универсальный генотип, приспособленный для разных условий увлажнения. Заявка на патент на изобретение была подана в июне 2015 года.
Начало проекта Гидранео HYDRANEO было положено в 2010 году. На протяжении 6 лет мы проводим детальное наблюдение за погодными условиями в точках проведения мелкоделяночных испытаний гибридов кукурузы. Погодные условия во время проведения испытаний складываются самые разнообразные. Засушливые условия Румынии, Венгрии, Украины, России дают представление о поведении гибрида в условиях стресса, тогда как в благоприятных условиях Франции, Германии, Италии или на орошении в Турции и Испании раскрывается его потенциал.

Современное метеорологическое оборудование, установленное для мониторинга текущих погодных условий, является ключевым элементом в проекте и позволяет объективно идентифицировать тип и интенсивность засухи в каждой конкретной локации. Среди изучаемых параметров внешних условий – давление водяных паров в корнеобитаемом объеме почвы и температура ее верхнего слоя, относительная влажность воздуха, температура воздуха, количество осадков. Высокая точность мониторинга данных погоды обеспечивается применением современных приборов, ведущих запись метеорологических параметров каждые полчаса.

Дальнейший методический анализ и вычисление корреляции урожайности гибрида кукурузы с интенсивностью и типом стресса позволяет создать надежную математическую модель поведения гибрида, наиболее приближенную к действительности. Это дает основание для точного вычисления показателя индекса засухоустойчивости Гидранео – HYDRANEO DTI (drought tolerant index).
Интерпретация большого количества собранной информации невозможна без таких современных методов анализа, как QTL анализ (от англ. Quantitative Trait Locus, анализ локусов количественных признаков). Это статистический метод, который связывает два типа информации – фенотипические данные (измерения признака, в данном случае - урожайность) и генотипические данные (обычно молекулярные маркеры) – и объясняет генетическую основу изменчивости сложных признаков, контролируемых несколькими генами - структурными и функциональными единицами наследственности, отвечающими за развитие определенного признака или свойства. Локус - место локализации определенного гена на генетической карте хромосомы. Метод QTL-анализа устанавливает точное расположение, количество, эффект и взаимодействие локусов количественных признаков. Успешному использованию этого инструмента сегодня способствует значительное расширение генетических ресурсов компании Лимагрен, передовые технологии в области методологии молекулярной биологии и геномики, а также быстрое накопление достоверных экспериментальных данных, о которых упоминалось ранее. QTL-анализ выявляет участки хромосом, где расположены гены или группы тесно связанных генов, обнаруживающих значительное количественное влияние на признак (урожайность), и позволяет количественно оценить такое влияние. Данный метод позволяет более точно отбирать стабильные по продуктивности гибриды кукурузы в различных условиях засухи.
На сегодняшний день мы можем предложить аграриям управлять засухой с помощью уникальной технологии HYDRANEO®, которая разработана как комплексное предложение: с одной стороны – это универсальный продукт кукурузы, прошедший апробацию методом DTI, с другой - приложение для комплексной диагностики риска засухи и поиска путей его преодоления. Она дает возможность Вам получить:

  • детальную оценку риска засухи, исходя из анализа многолетних данных погоды в Вашей местности, характеристики почвенного покрова и уровня агротехники;
  • практические рекомендации, которые заключаются в выборе оптимального генотипа кукурузы, выявлении наиболее уязвимых мест в технологии возделывания культуры и их устранения;
  • знания, которые позволят Вам достичь более высоких результатов.

Первыми продуктами под брэндом HYDRANEO в России зарегистрированы гибриды кукурузы АДЭВЕЙ (ФАО 300) и ЛГ30273 (ФАО 260). Они относятся к ключевому сегменту зерновой кукурузы (ФАО 250-320), выращиваемой в регионах, где основным лимитирующим фактором является доступная влага.

Обратный звонок RedConnect