Причини невиповненості насіння кукурудзи

Якісний насіннєвий матеріал дає змогу забезпечити належний ріст і розвиток рослин, знизити негативний вплив біо- та абіотичних чинників. А відтак, завдяки цьому — підвищити врожайність кукурудзи та якість одержуваної продукції, поліпшити екологічний стан поля.

Останніми роками відбуваються суттєві зміни кліматичних умов. Усе частіше як на початковій стадії органогенезу кукурудзи, так і в інші фази її розвитку трапляються певні погодні негаразди, виникають суворі стресові умови в критичні періоди росту й розвитку кукурудзи, тривалі періоди суттєвої нестачі вологи під час вегетації, зниження температури у фазі початкового росту або різкого підвищення перед цвітінням та наливанням зерна. Саме за таких умов питання стабільності поведінки гібрида, отримання прогнозованої врожайності набуває особливо важливого значення.

За останні десятиріччя в умовах східної частини Лісостепу України стали очевидними зміни клімату, збільшились коливання низьких температур у зимовий період (відмічаються як низькі температури, так і підвищені). Весняний період все частіше супроводжується посухою і повітряними бурями. Літні місяці характеризуються жорсткою посухою, яка нерідко припадає на фазу цвітіння й наливання зерна кукурудзи та спричиняє невиповненість (плюсклість) насіння. Осінній період став більш подовженим через потепління.

Відомо, що більшість регіонів України підпадають під дію атмосферної і ґрунтової посухи, яка негативно діє на ріст і розвиток рослин кукурудзи та на формування виповненого зерна. Збільшується середньодобова температура повітря, що призводить до неповного запилення кукурудзяної волоті. Також зростає кількість днів із суховійними явищами. Періодичні посухи супроводжуються високими температурами (39–40°С), що є причиною череззерниці та неозерненості качанів.

Весняні опади випадають нерівномірно, що характерно для зони нестійкого зволоження. В період вегетації кукурудзи зменшилася кількість атмосферних опадів, а в критичні періоди розвитку рослин відзначено зниження відносної вологості повітря. Якщо в цей час і випадають атмосферні опади, то вони носять зливовий характер і малоефективні, а іноді мають навіть негативний вплив на ріст і розвиток культури. Рослини кукурудзи можуть перебувати досить тривалий час у стані пригнічення, при цьому зберігається їхня життєздатність і відновлюється нормальна діяльність за наявності опадів. В умовах глобальних змін клімату, які відбуваються, виникає необхідність вивчення й корегування основних елементів технологій вирощування кукурудзи в контексті її адаптації до ґрунтово-кліматичних умов. Також у зв’язку з цим виникає потреба переглянути й відповідно скорегувати напрями селекції (наприклад, селекційні програми — з урахуванням, зокрема, зрошення, густоти посіву) на створення генотипів кукурудзи й використання нових високоадаптивних гібридів у мінливих умовах зовнішнього середовища.

Збільшення врожаю кукурудзи може бути забезпечене, з одного боку, завдяки якомога повнішій реалізації адаптивного потенціалу кукурудзи, чому сприятиме добре відселектована пристосованість рослин до умов агроекологічного середовища, а з другого — шляхом видозміни агроекологічного середовища.

Підбір гібрида на теперішній час є найдешевшим агрозаходом і до того ж доступним для виробничників. Під час формування сортової структури слід дотримуватись зональних принципів її оптимізації. Крім того, варто завжди враховувати сортову специфіку й під час внесення добрив, планування норм висіву, способів догляду за посівами та проведення інших агротехнічних заходів, що дає можливість ефективніше використовувати матеріальні ресурси. У кожній зоні слід висівати гібриди кукурудзи, які наближені до вимог щодо суми біологічно активних температур за тривалістю вегетаційного періоду й ФАО. Адже варто пам’ятати: вирощування різних за групою стиглості гібридів кукурудзи, які за біологічними властивостями не відповідають тепловим ресурсам зони, призводить до стресового стану культури і як наслідок — до зниження її продуктивності.

Зменшити негативний вплив високих температур під час цвітіння кукурудзи можна шляхом правильного вибору строків сівби. Так, сівбу в зонах Степу й Лісостепу України слід розпочинати в оптимально ранні строки (за температури ґрунту до 10°С на глибині загортання насіння 6–8 см, для холодостійких гібридів цей показник становить 7–8°С. Також установлено, що у весняний період температурний режим ґрунту в цих зонах із кожним днем підвищується на 1–2°С (а в окремі роки й більше), і протягом кількох днів (три-чотири) температура ґрунту перебуває в межах оптимальних показників. Це дає можливість отримати повні й дружні сходи кукурудзи та ефективніше використати осінньо-зимове накопичення доступної вологи, змістити в більш ранній термін настання фази цвітіння (до шести-семи днів), що значно зменшить стресовий температурний період у рослин кукурудзи. У зоні Полісся підвищення температурного режиму у весняний період відбувається повільніше, тому сівбу кукурудзи слід починати за температури ґрунту 8–9°С на глибині загортання насіння. За температури ґрунту нижче 6°С проростання насіння не відбувається, для появи сходів сума ефективних температур має становити 80°С, а для формування листя — 44°С. За прогрівання ґрунту до 10°С сходи з’являються через 12–17 діб. У фазі чотирьох-п’яти листків з’являються вторинні корінці. У фазі утворення качанів, коли закладається кількість рядів і кількість зерен у ряду, а також у фазі викидання волоті рослина кукурудзи чутлива до дефіциту вологи.

Цвітіння основної маси зразків кукурудзяних гібридів у зоні Лісостепу України припадає на другу-третю декади липня, що збігається з періодом найвищих середньодобових температур. При цьому максимальна температура коливається від 20°С до 38°С. У таких умовах, крім різного роду аномалій розвитку генеративних органів, спостерігається фізична загибель квіткового пилку та підсихання приймочок, що дуже часто спричиняє високий рівень безплідності та череззерницю качанів.

Аналіз збігу в часі цвітіння чоловічих і жіночих суцвіть у різні за погодними умовами роки показав, що для деяких генотипів притаманний значний інтервал між ними. У основної маси зразків період цвітіння жіночих і чоловічих суцвіть збігався. В деяких зразках приймочки з’являлися на одну-дві доби пізніше від початку цвітіння волоті. Настання цвітіння жіночого суцвіття в нормальних умовах запізнюється на одну-п’ять діб, тому кукурудзу слід вважати рослиною з вираженою протерандрією (пиляки розкриваються раніше, ніж дозрівають маточки). Водночас інтервал між початком цвітіння чоловічих і жіночих суцвіть залежить від генотипу та умов зовнішнього середовища. Що тепліша погода, триваліше й інтенсивніше сонячне сяйво, то різниця в часі цвітіння може бути більша (до п’яти — десяти днів).

На вибірці 320 ліній простежено процес цвітіння жіночих і чоловічих суцвіть у різні роки за температурними умовами та вплив цих умов на озернення качана. У деяких ліній спостерігали затримку в появі приймочок на 6–11 діб. Розрив у цвітінні призводив до формування меншої кількості зерен на качані та появи неозернених качанів (від 10 до 57%). В інших ліній затримувалось цвітіння волоті на три — п’ять діб. Це не призводило до зниження кількості утворених зерен на качані, однак 17–40% качанів були неозернені.

Найвищий рівень озернення характерний для виробничого сезону 2018 року. Причому незалежно від максимальної температури доби цвітіння, яка становила 32°С протягом однієї доби, було сформовано максимальне для цих ліній озернення качана — 435 зерен на качані порівняно з іншими двома роками випробування. А 2016 року рівень озернення в середньому становив 405 зернин на качані, максимальні добові температури в період цвітіння — 38°С протягом трьох діб — не знизили рівень продуктивності — 79 г зерна з рослини завдяки вологозабезпеченості (100 мм).

Найнижчий рівень озерненості качана спостерігали 2017 року — 395 штук зерен на качані, максимальні добові температури в період цвітіння становили 36°С протягом двох діб у період наливання та формування зерна, рослини потерпали від посухи (15,4 мм), що позначилось загалом у пониженому прояві цієї ознаки, продуктивність у середньому становила 50 г зерна з рослини.

Серед досліджених 320 колекційних зразків Національного центру генетичних ресурсів рослин України в період 2016–2018 років виділено лінії високої озерненості качана (табл. 4). Ці лінії є джерелами стабільної реакції на мінливі погодні зони. Вони є цінним вихідним матеріалом для адаптивної гетерозисної селекції.

Слід зазначити, що на якість насіння впливають і такі фактори, як забур’яненість посіву та ураженість хворобами. Оскільки рослини кукурудзи в початковий період ростуть і розвиваються повільно, вони не можуть конкурувати з бур’янами за фактори життя, що завдає культурі великої шкоди. Тому посіви кукурудзи слід звільнити від бур’янів за допомогою сучасних гербіцидів і технологічного обробітку ґрунту.

Впродовж періоду вегетації кукурудзи і навіть під час зберігання врожаю її уражують понад 100 видів грибів та бактерій, деякі вірусні й мікоплазменні збудники хвороб. Переважна більшість збудників хвороб уражує тільки кукурудзу — лише окремі хвороби є спільними для кукурудзи та інших видів рослин. Хвороби знижують якість насіння і врожайність кукурудзи, тож як профілактику використовують протруєння насіння фунгіцидами та дотримання сівозмін.

Останнім часом в Інституті рослинництва ім. В. Я. Юр’єва НААН створено цілу низку нових високоврожайних ранньостиглих, середньоранніх та середньостиглих гібридів кукурудзи. Зокрема, 36 гібридів занесені до Державного реєстру сортів рослин України, і їх уже успішно впроваджують у виробництво.

Випробування нових гібридів на демонстраційних полігонах у різних регіонах України показало їхні високі врожайні властивості та невисоку збиральну вологість зерна. На окремих полігонах урожайність зерна досягала 14 т/га. Нині провадиться велика робота з упровадження у виробництво нових екологічно пластичних гібридів кукурудзи, таких як Зоряний, Лелека, Варта, Донор, Пам’ять Чупікова. Для цього щорічно вирощують десятки тонн батьківських компонентів та їхніх вихідних форм, що дає змогу засівати щороку тисячі гектарів ділянок гібридизації нових високоврожайних гібридів кукурудзи.

Л. Чернобай, д-р с.-г. наук, завідувач лабораторії селекції та насінництва кукурудзи

Н. Кузьмишина, канд. с.-г. наук, завідувач лабораторії інтродукції та зберігання НЦГРРУ,

Інститут рослинництва ім. В. Я. Юр’єва НААН

Журнал «Пропозиція», №1, 2019 р.