Нові можливості і «спеціальні» гібриди кукурудзи

Досліджен­ня зі ство­рен­ня спеціа­лі­зо­ва­них ге­но­типів ку­ку­руд­зи іні­ціалізу­ва­ли на підставі звер­нень ви­­роб­нич­ників що­до за­без­пе­чен­ня їхніх по­треб у гібри­дах із кон­крет­ни­ми яко­с­тя­ми. Од­ним із пер­ших відгуків на за­пи­ти аг­­ра­ріїв-ку­ку­рудзів­ни­ків бу­ла дослід­ниць­ка ро­бо­та зі ство­рен­ня гібридів кре­ме­ни­с­тої ку­ку­руд­зи, із зер­на якої ви­роб­ля­ють шліфо­вані та круп­но­го по­ме­лу кру­пи для от­ри­ман­ня пластівців. 

Відправ­ним ре­зуль­та­том цієї ро­бо­ти бу­ла реєстрація в Ук­раїні, Біло­русі та Російській Фе­де­рації гібри­да Кремінь 200 СВ (табл. 1) універ­саль­но­го на­пря­му ви­роб­ництва та з мож­ливістю йо­го ви­ко­ри­с­тан­ня в хар­човій про­мис­ло­вос­ті на кру­пу. Відповідний гібрид ство­ре­но на базі ге­не­тич­них плазм Ла­кон, До­б­ру­д­жан­ка та Лан­ка­с­тер кре­ме­ни­с­тих ран­нь­о­с­тиг­лих і се­ред­нь­о­ранніх ліній пів­нічно­го й півден­но­го еко­типів, адап­то­ва­них до по­су­ш­ли­вих умов Сте­пу Ук­раї­ни. Са­ме та­ке вда­ле поєднан­ня ге­не­тич­но­го, ге­о­графічно­го й еко­логічно­го фак­­­­торів у гібриді да­ло йо­му змо­гу зай­ня­ти ши­ро­кий аре­ал рай­о­ну­ван­ня.  

У по­даль­шо­му дослідже­но кре­ме­ни­с­тий вихідний ма­теріал за фізи­ко-ме­ха­нічни­ми, біохімічни­ми вла­с­ти­во­с­тя­ми зернівки її струк­тур­но­го скла­ду та в зв’яз­­­ку з цим — її тех­но­логічні по­каз­ни­ки. За ре­зуль­та­та­ми аналізу роз­роб­лені ре­ко­мен­дації для ви­ко­ри­с­тан­ня кре­ме­ни­с­то­го зер­на в пе­ре­робці та на­да­но ха­рак­те­ри­с­ти­ку но­вих гібридів за особ­ли­во­с­тя­ми їхньо­го ви­ко­ри­с­тан­ня під час ви­роб­ництва кру­пи: П’яти­хатсь­кий 270СВ, Подільський 274СВ, Дніпровсь­кий 257 СВ, Не­мирів, Ша­ян та ін.

Істот­ною про­бле­мою в про­су­ван­ні спеціалізо­ва­них ге­но­типів ку­ку­руд­зи у ви­роб­ництво є те, що для та­ких зразків не ство­ре­но ок­ре­мо­го пе­реліку в Дер­жав­но­му реєстрі сортів рос­лин, при­дат­них для по­ши­рен­ня в Ук­раїні. Так, на 2001 р. гібрид Ма­ма­лиж­ний за­не­се­ний до пе­ре­ліку «Ку­ку­руд­за цу­к­ро­ва», який на­ле­жить до підви­ду ку­ку­руд­за роз­лус­на (пер­ло­ва), але при­зна­че­ний для ви­роб­ництва кру­пи. Гібрид Кремінь 200 СВ за­не­се­ний до за­галь­но­го пе­реліку «Ку­­ку­­руд­за». По­­дібна си­ту­ація і з інши­ми спеціалізо­ва­ни­ми гібри­да­ми. Зо­к­ре­ма, зраз­ки во­ско­подібної ку­ку­руд­зи: ДКС3511ВХ, МАС45ВХ, МАС39ВХ, ПР38А75, ПР38А22 то­що — за­не­сені до за­галь­но­го пе­реліку. Од­нак най­частіше такі ге­но­ти­пи знач­но по­сту­па­ють­ся за про­дук­тив­­ністю зви­чай­ним зер­но­вим гібри­дам, то­му їхня реєстрація за за­га­ль­­ни­ми пра­ви­ла­ми — ри­зи­ко­ва­на спра­ва. До то­го ж ок­ре­мий пе­релік спе­ціа­лізо­­ва­них ге­но­типів до­дат­ко­во про­па­гу­ва­ти­ме відповідні ге­но­ти­пи та на­да­ва­ти­ме інфор­мацію за тех­но­логіч­ни­ми яко­с­тя­ми й на­пря­ма­ми ви­ко­ри­с­тан­ня.

Про­дов­жу­ю­чи те­му кре­ме­ни­с­тої ку­ку­руд­зи, вар­то звер­ну­ти ува­гу на роз­лус­ну ку­ку­руд­зу, се­лекцією якої тра­ди­ційно зай­мається ДУ ІЗК НА­АН прак­тич­но з по­чат­ку за­сну­ван­ня ус­та­но­ви. Сор­ти та гібри­ди роз­лус­ної ку­ку­руд­зи, ство­рені в Дніпро­пе­т­ровсь­ку, завжди ма­ли по­пит се­ред на­се­лен­ня: Ри­со­ва 645 (фо­то 1), Дніпровсь­кий 921, Дніп­ровсь­кий 925, Дніпровсь­кий 929, Вул­кан, Пер­ли­на сте­пу. На­разі ге­не­тич­на ос­но­ва за­зна­че­них гібридів де­що за­ста­ріла, а їхні тех­но­логічні по­каз­ни­ки гірші за іно­земні ана­ло­ги. Більша ча­с­ти­на ре­зуль­та­тив­ної ко­лекції по­хо­ди­ла зі США чи Японії. Най­частіше гібри­ди з та­ко­го ма­теріалу бу­ли ри­со­во­го чи зміша­но­го пер­ло­во-ри­со­во­го ти­пу, із зернівка­ми біло­го чи жов­то­го ко­ль­о­ру. З тех­но­ло­гіч­ної точ­ки зо­ру такі фор­ми не да­ва­ли до­стат­ньої од­норідності, що не­га­тив­но впли­ва­ло на пе­ре­робні, кулінарні та сма­­кові якості за розтріску­ван­ня в про­цесі підсма­жу­ван­ня зе­рен. 

Сор­тозміни для роз­лус­ної ку­ку­руд­зи на­ста­ють не так швид­ко, як для інших підвидів, а їхні гібри­ди пе­ре­бу­ва­ли в реєстрі по декілька де­ся­тиліть. Із по­чат­ком ХХІ ст. ро­бо­та із зраз­ка­ми роз­лус­ної ку­ку­руд­зи пож­вавіша­ла. За­вдя­ки відкри­то­му міжна­род­но­му обміну от­ри­ма­но низ­ку но­вих зразків євро­пейсь­ко­го ти­пу, що дало по­штов­х для ство­рен­ня но­вих елітних ліній влас­ної се­лекції (А3500, МХ37, ЧСЛ 9530, ЧСЛ 9589 та ін.), а на­далі доз­во­ло повністю оно­ви­ти асор­ти­мент гібридів роз­лус­ної ку­ку­руд­зи (табл. 2). Сьо­годні в Дер­жав­но­му реєстрі сортів рос­лин, при­дат­них до по­ши­рен­ня в Ук­раїні, є тільки п’ять гібри­дів цьо­го підви­ду, з яких три — се­лекції ДУ ІЗК НА­АНУ.

Нові гібри­ди ха­рак­те­ри­зу­ють­ся не тільки ви­со­ко­тех­но­логічни­ми по­каз­ни­ка­ми за роз­лу­с­ку­ван­ня зе­рен, а й до­б­рою вирівняністю зер­но­вої ма­си за фор­мою та ко­ль­о­ром. За ре­зуль­та­том роз­лу­с­ку­ван­ня зернівок у про­цесі сма­жен­ня вирізня­ють три фор­ми поп­кор­ну: ме­те­лик, проміжний та ку­ля­с­тий. Но­вий асор­ти­мент гібридів пред­став­ляє всі на­ве­дені ти­пи роз­лу­с­ку­ван­ня. Іде­аль­ним ти­пом за тех­но­логічни­ми, кулінар­ни­ми та сма­ко­ви­ми по­каз­ни­ка­ми вва­жа­ють ку­ля­с­тий. Та­кож важ­ли­во, щоб ма­са поп­кор­ну бу­ла од­но­тип­на, без до­мішок зе­рен іншої фор­ми розтріску­ван­ня. Тоб­то для от­ри­ман­ня іде­аль­но­го ти­пу в кулінар­но­му ви­ко­ри­с­танні най­кра­ще при­дат­не зер­но гібри­да Шанс. Про­те й інші фор­ми та­кож за­пов­ню­ють на­леж­ну нішу спо­жив­чо­го по­пи­ту, що на­дає ба­га­то­г­ран­ності про­по­но­ва­но­му асор­ти­мен­ту. Що­до ко­ефіцієнта роз­лу­с­ку­ван­ня (збіль­­шен­ня об’єму) от­­ри­ма­но знач­ний про­грес (28–34) по­рів­ня­но зі ста­ри­ми гібри­да­ми та сор­та­ми. Слід ли­ше за­ува­жи­ти, що над цим по­каз­ни­ком вар­то про­дов­жу­ва­ти пра­цю­ва­ти, оскіль­ки в кра­щих зраз­ках він стабільно пе­ре­бу­ває на рівні 40. Од­нак цей по­каз­ник знач­но за­ле­жить і від умов ви­ро­щу­ван­ня кон­крет­но­го ро­ку. Так, на­при­клад, 2014 ро­ку гібрид Фу­рор мав збільшен­ня ко­ефіцієнта роз­лу­с­ку­ван­ня на рівні 38. 

За по­каз­ни­ка­ми якості про­гре­сив­ні­шим є пер­ло­вий тип зернівки, оскільки він за­без­пе­чує кра­щу од­­­норідність, уро­жайність та оп­ти­маль­ну ма­су 1000 зе­рен. Крім то­го, він має тон­ший та рівно­мірніший алей­ро­но­вий про­ша­рок, за по­тре­би кра­ще піддається шліфу­ван­ню зе­рен то­що. Су­купність відповідних оз­нак і фор­мує ви­со­кий рівень тех­но­логічності. 

Зер­но роз­лус­ної ку­ку­руд­зи цінне не тільки за­вдя­ки йо­го здат­ності до роз­тріс­­­ку­ван­ня й ви­ки­дан­ня на­зовні ен­до­с­пер­му у ви­гляді рих­лої ма­си, яка в ра­зи пе­ре­ви­щує по­чат­ко­вий розмір зер­ни­ни. Окрім цьо­го, ро­го- й скло­подіб­ний ен­до­с­перм до­б­ре при­дат­ний для ви­го­тов­лен­ня ку­ку­руд­зя­ної кру­пи з ви­со­ки­ми кулінар­ни­ми яко­с­тя­ми. Ха­рак­тер­ний по­­ма­ран­че­вий колір зернівок роз­лус­ної ку­ку­руд­зи вка­зує на підви­ще­ний вміст ка­ро­ти­ноїдів, який на­ко­пи­чується са­ме в ро­го­подібній ча­с­тині ен­до­с­пер­му, та фо­ку­сує ува­гу на до­дат­кові пе­ре­ва­ги під час їхньо­го спо­жи­ван­ня. 

Уза­галі поліпшен­ня якості зер­на шля­хом підви­щен­ня вмісту різних ві­та­мінів, зо­к­ре­ма ка­ро­ти­ноїдно­го ком­п­лек­су, вва­жається пер­спек­тив­ним на­пря­мом се­лекції — і не тільки для ку­ку­руд­зи. Фізіо­ло­гічна роль ка­ро­ти­ноїдів до­сить різно­манітна, до то­го ж ці біологічно ак­­тивні ре­чо­ви­ни ма­ють ан­ти­ок­си­дантні вла­с­ти­вості. Близь­ко 50 видів ка­ро­ти­ної­дів містять ак­тив­ний провітамін жи­­ро­роз­чин­но­го вітаміну А (ре­ти­но­лу). Се­ред ка­ро­ти­ної­дів β-ка­ро­тин є най­по­туж­нішою і най­по­ши­ре­ні­шою спо­лу­кою. Пред­став­ни­ки тва­рин­но­го світу не ма­ють при­род­них ме­ханізмів син­те­зу β-ка­ро­ти­ну, то­му він має над­хо­ди­ти в їх­­ній ор­­ганізм пе­ре­важ­но зі спо­жи­ван­ням про­дуктів рос­лин­но­го по­хо­д­жен­ня.
Ку­ку­руд­за ха­рак­те­ри­зується знач­ним умістом ка­ро­ти­ноїдів у рос­лині та зерні, що ро­бить її ос­нов­ним дже­ре­лом β-ка­ро­ти­ну в хар­чу­ванні лю­дей. Спо­жи­ван­ня про­дуктів, ви­го­тов­ле­них із неї, за­без­пе­чує до­бо­ву по­тре­бу лю­ди­ни у вітаміні А, яка ста­но­вить від 1,5–2,5 до 3–5 мг. 

Вра­хо­ву­ю­чи важ­ливість умісту віта­мінно­го ком­плек­су в зерні ку­ку­руд­зи, в ДУ ІЗК НА­АНУ з 2003 ро­ку роз­гор­ну­ли про­гра­му по­шу­ку та се­лекції вихідно­го ма­теріалу з відповідни­ми вла­с­ти­во­с­тя­ми зер­на спо­чат­ку в зраз­ках хар­чо­вої, а потім і зер­но­вої ку­ку­руд­зи. На пер­ших ета­пах се­лекції бу­ло відібра­но ма­теріал, який мав різний рівень відтінків жов­то­го та чер­во­но­го за­барв­лен­ня алей­ро­но­во­го про­шар­ку й ен­до­с­пер­му.

Ви­я­ви­ли, що на­ко­пи­чен­ня ка­ро­ти­ну в зернівці гібри­да мож­на пе­­ред­ба­чи­ти з ви­со­кою точністю, ґрун­ту­ю­чись на да­них се­ред­нь­о­го вмісту батьківських ком­­по­нентів. Відправ­ним ре­зуль­та­том по­шу­ку бу­ло ви­яв­лен­ня ви­со­ко­ка­ро­ти­но­вої спон­тан­ної му­тації в лінії ДК777-2, яку в по­даль­шо­му за­реєстро­ва­но під індек­сом ДК772СВЗМ.  

На­далі на ос­нові лінії ДК772СВЗМ бу­ли ство­рені та за­не­сені до Дер­жав­но­го реєстру сортів рос­лин Ук­раїні, чо­ти­ри гібри­ди (ДН Ба­г­ря­ний, ДН Рубін, ДМК Чері, Ред­Вайн) із підви­ще­ним умістом β-ка­ро­ти­ну (табл. 3). Нові гібри­ди ма­ли в 1,3–2,0 ра­зи ви­щий вміст ка­ро­ти­ну, порівня­но зі зви­чай­ним жов­то­зер­ним гібри­дом Лю­ба­ва 279 МВ, та по­над все­ме­ро — що­­­до біло­зер­ної ку­ку­руд­зи ДН Вайт­корн.
Сьо­годні се­ред спеціалізо­ва­них різ­но­видів ку­ку­руд­зи, ма­буть, найвідо­мі­шим та най­по­ши­ренішим вва­жа­ють цу­к­ро­ву ку­ку­руд­зу. Во­на є однією з біоло­гічно найцінніших ово­че­вих куль­тур із ви­со­ки­ми спо­жив­чи­ми вла­с­ти­во­с­тя­ми. Цу­к­ро­ву ку­ку­руд­зу мож­на ви­ро­щу­ва­ти в усіх ґрун­то­во-кліма­тич­них зо­нах Ук­раї­ни. Во­на швид­ко за­вой­о­вує відповідну рин­ко­ву нішу та підтри­мує роз­ви­ток пе­ре­роб­ної га­лузі в країні. На 2016 рік за­реєстро­ва­но 69 зразків цієї куль­ту­ри, з яких 10 — се­лекції ДУ ІЗК НА­АНУ, хо­ча ще 10 років то­му їх бу­ло вза­галі тільки зо два де­сят­ки. Ця куль­ту­ра має знач­ний ек­с­порт­ний по­тенціал (її зер­но ос­таннім ча­сом ре­алізо­ву­ють не тільки в країни СНД, а й на євро­пейські рин­ки).

Зер­но цу­к­ро­вої ку­ку­руд­зи технічної стиг­лості містить до 70% во­ди та 25–32% су­хої ре­чо­ви­ни, 8–10% цукрів і 10-11% крох­ма­лю. Во­но та­кож ба­га­те на вітаміни В1, В2, В3, В12, С, Е, РР та мікро­е­ле­мен­ти. За вмістом вуг­ле­водів, жирів та ка­лорійністю зер­но цу­к­ро­вої ку­ку­руд­зи пе­ре­ви­щує зе­ле­ний го­ро­шок, цвітну ка­пу­с­ту та ово­че­ву ква­со­лю. Цу­к­ро­ва ку­ку­руд­за не на­ко­пи­чує нітратів, а на­явність об­горт­ки на ка­ча­нах за­без­пе­чує до­статній рівень чи­с­то­ти зер­на. 

Та­кож на рин­ку з’яв­ля­ють­ся зраз­ки над­цу­кро­вої ку­ку­руд­зи. Ос­тан­ня на від­міну від цу­к­ро­вої, має більший уміст цу­к­ру на мо­мент техніч­ної стиг­лості — до 21–32% за­вдя­ки галь­му­ван­ню пер­вин­ної по­ліме­­ри­зації. 

Се­лекційна про­гра­ма цу­к­ро­вої ку­ку­руд­зи по­вин­на до­дат­ко­во пе­ред­ба­ча­ти кон­троль та­ких го­ло­вних по­каз­ників якості її зер­на, як: тех­но­логічні (про­дов­гу­ва­та фор­ма, крупність, ніжність обо­лон­ки зер­на); колір зер­на (ба­жа­но жов­тий) і стриж­ня (ба­жа­но білий); об’єм; на­ко­пи­чен­ня су­хої ре­чо­ви­ни в період тех­но­логічної стиг­лості; біохі­мічні по­каз­ни­ки якості. 

Го­ло­вним ти­пом рос­лин цу­к­ро­вої ку­ку­руд­зи сьо­го­ден­ня ма­ють бу­ти прості та прості мо­дифіко­вані гібри­ди, які найбільшою мірою відповіда­ють ви­мо­гам кон­серв­ної та пе­ре­роб­ної про­мис­ло­вості й ме­ханізо­ва­но­го зби­ран­ня цієї куль­ту­ри. В таб­лиці 4 на­ве­дені дані за вро­жайністю кон­диційних ка­чанів та цу­к­ри­с­тості зер­на гібридів цу­к­ро­вої ку­ку­руд­зи. За­про­по­но­ва­ний асор­ти­мент при­дат­ний для фор­му­ван­ня кон­веєра по­ста­чан­ня на ри­нок свіжої ку­ку­руд­зи в мо­лоч­но-вос­ковій стиг­лості за­вдя­ки на­яв­ності різних за до­сти­ган­ням форм. 

Важ­ли­во відміти­ти пе­ре­ва­ги гібрид­них форм над сор­то­ви­ми, оскільки ран­нь­о­с­тиг­лий гібрид Арк­тур мав кра­щу вро­жайність кон­диційних ка­чанів на 1,56 т/га, а за цу­к­ристістю пе­ре­ва­жав на 3,2% порівня­но зі ста­рим сор­том Аро­мат­на. Вза­галі пред­став­лені гібри­ди де­мон­ст­ру­ють ви­со­ку вро­жайність ка­чанів у мо­лоч­но-вос­ковій стиг­лості в умо­вах без за­­сто­­­су­ван­ня по­ли­ву та відмінні по­каз­ни­ки якості й тех­но­логічні вла­с­ти­вості зер­на, що зу­мов­лює їхню при­датність не тільки для сто­ло­во­го ви­ко­ри­с­тан­ня, а й для кон­­­серв­ної про­мис­ло­вості.     

Ви­хо­дя­чи з да­них ос­танніх дослід­жень Інсти­ту­ту рос­лин­ництва НА­АН, за­ли­ша­ють­ся пер­спек­тив­ни­ми ро­бо­ти що­до крох­ма­ли­с­то­го підви­ду во­ско­подібної ку­ку­руд­зи, зер­на якої повністю за­пов­ненні бо­рош­ни­с­тим ен­до­с­пер­мом. Цей се­лекційно-дослідниць­кий на­прям підтри­мує крох­маль­но-па­то­ко­ве ви­роб­ництво країни. Такі гібри­ди є в до­роб­ку іно­зем­ної се­лекції, зо­к­ре­ма в ар­се­налі ком­паній «Піонер», «Мон­сан­то», «Маїса­дур» та ін. Вітчиз­няні ком­панії, на пре­ве­ли­кий жаль, не впро­ва­ди­ли подібні роз­роб­ки на сільсько­го­с­по­дар­сь­кий ри­нок.  

Висновок

За­вер­шу­ю­чи пе­релік ос­танніх інно­ваційних роз­ро­бок, уп­ро­ва­д­же­них у ви­роб­ництво, вар­то до­да­ти, що Інсти­тут зер­но­вих куль­тур ство­рив та за­реєстру­вав два гібри­ди (ДН Вайт­корн та ДМК Блан­ка) біло­зер­ної ку­ку­руд­зи для ви­ко­ри­с­тан­ня в бо­рош­но­мельній про­мис­ло­вості, що є єди­ни­ми зраз­ка­ми відповідно­го при­зна­чен­ня в Ук­раїні. 

В. Чер­чель, Т. Са­та­ро­ва, Є. Бєліков,

Інсти­тут зер­но­вих куль­тур НА­АН Ук­раїни (ІЗК НА­АНУ)

Інформація для цитування

Нові можливості зі «спеціальними» гібридами кукурудзи / В. Чер­чель, Т. Са­та­ро­ва, Є. Бєліков // Пропозиція. — 2017. — №2 —  С. 82-88