Кукуруза: проблемы возделывания. Рубрика в журнале - Сельскохозяйственная биология
Статья научная
Новый Федеральный закон (ФЗ № 358 от 03.07.2016), действующий в России с 2018 года, разрешает выращивание и тестирование генетически-модифицированных (ГМ) растений в рамках научных исследований, однако научно обоснованная оценка безопасного совместного выращивания нетрансформированных и ГМ-растений, в частности кукурузы, в России пока отсутствует. В настоящей работе в условиях Саратовской области впервые установлено, что расстояние 10-15 м достаточно для предотвращения переопыления линий кукурузы с допустимым присутствием 0,9 % генетического материала донора независимо от линии реципиента, сроков цветения донора и реципиента и направления ветра. Целью работы была оценка влияния расстояний между донором и реципиентом пыльцы, направления ветра, синхронности цветения донора и реципиента и наличия между ними буферной зоны на частоту скрещивания разных линий кукурузы в смешанных посевах. Опытные растения кукурузы ( Zea mays L.) линий Коричневый маркер (КМ), ГПЛ-1, Зародышевый маркер Саратовский - Пурпурный (ЗМС-П), Пурпурная Саратовская (ПС), а также гибриды Пурпурный (ГП), Радуга и Тестер 3 выращивали в 2018-2019 годах на опытном поле РосНИИСК «Россорго» (Саратовская обл., юго-восток европейской части России). В 2018 году донорами пыльцы были гибрид Пурпурный и линия ЗМС-П. Плотность высадки составляла 7-10 растений на 1 м2. ГП и ЗМС-П высаживали на площади 3×80 м2. Между участками - донорами пыльцы была высажена кукуруза линий КМ и ГПЛ-1, образующих буферную зону, а вокруг них располагались участки с реципиентными линиями (гибриды Радуга и Тестер 3), имеющими желтые зерновки, общей площадью 1290 м2. В сентябре отбирали по 5-12 початков каждой реципиентной линии. Частоту переопыления подсчитывали, вычисляя отношение числа пурпурных (результат опыления ГП) или желтых зерен с пурпурным пятном (результат опыления линией ЗМС-П) к общему числу зерен у линий-реципиентов. В эксперименте 2019 года донором пыльцы служила инбредная линия Пурпурная Саратовская . Линию ПС высаживали на участке площадью 3×5 м2, вокруг которого была создана буферная зона с посевом суданской травы сорта Аллегория шириной 3 м в восточном и западном направлениях и длиной 15 м в юго-западном и северо-восточном направлениях. Вокруг буферной зоны была высажена желтозерная кукуруза гибрида Радуга. Частоту скрещиваний рассчитывали, как отношение числа пурпурных зерен к общему числу зерен на початках гибрида Радуга. По данным 2018 года, уже на расстоянии 10 м от ГП процент скрещиваний не превышал принятый в Европейском Союзе и России порог (0,9 % содержания ГМ-сырья в пищевых продуктах). В полевом эксперименте 2019 года наблюдалось не более 0,9 % пурпурных зерен у реципиента пыльцы Радуга при использовании буферной зоны 15 м и более от донора (линии ПС) в направлении розы ветров. В зависимости от сочетания разных факторов в 2018 году частота скрещиваний от двух доноров пыльцы колебалась в пределах 0,1-13,2 %. Частота скрещиваний у гибрида Радуга на расстоянии 1-4 м от ГП была в 3 раза выше, чем на расстоянии 10 м. На расстоянии 40 м этот показатель снизился в 11 раз по сравнению с расстоянием 1-4 м и составил 0,1 %. У линии ГПЛ-1 (разница в начале цветения с донором ГП - 9 сут) процент переопылений был в 4 раза меньше, чем у линии КМ (разница в начале цветения с донором ГП - 1 сут). Высокорослый донор ГП препятствовал распространению пыльцы более низкорослой линии ЗМС-П на реципиентов (Тестер 3 и Радуга) в направлении розы ветров. На основании результатов полевых экспериментов изолирующее расстояние 15 м и более может быть рекомендовано для исключения переопыления кукурузы в пределах порога 0,9 % в условиях юго-востока европейской части России.
Бесплатно
Скорость потери влаги зерном кукурузы в период созревания в зависимости от генотипа и условий среды
Статья научная
Высокая влажность зерна при уборке - один из факторов, сдерживающих расширение посевов кукурузы ( Zea mays L.) в Уральском регионе. Снижение уборочной влажности семян достигается селекцией кукурузы на скороспелость (раннее цветение початка) и на ускоренную потерю влаги зерном в предуборочный период. В нашем исследовании впервые установлено, что в условиях юга России на фоне погодных условий, слабо лимитирующих процесс потери влаги зерном кукурузы, его уборочная влажность обусловлена скоростью влагоотдачи в предуборочный период, тогда как в Уральском регионе на периодически неблагоприятном фоне - главным образом скороспелостью изученных гибридов. Цель работы - выявление гибридов кукурузы с повышенной скоростью потери влаги в период созревания зерна и оценка проявления этого признака на неблагоприятном гидротермическом фоне. Исследования проводили в 2016-2018 годах в двух контрастных географических пунктах - в предгорной зоне Северного Кавказа (опытное поле Всероссийского НИИ кукурузы, п. Пятигорский, Предгорный р-н, Ставропольский край) и в северной лесостепи Южного Урала (Южно-Уральский ГАУ, с. Миасское, Красноармейский р-н, Челябинская обл.) - на шести ультраранних гибридах кукурузы ( Zea mays L.) Нур, Росс 130 МВ, Обский 140 СВ, Кубанский 141 СВ, Машук 150 МВ, Уральский 150 и раннеспелом Биляр 160. Полевой опыт был заложен в 3-кратной повторности методом организованных повторений с рандомизированным размещением вариантов. Регистрировали фазы всходов, цветения початка и физиологической спелости зерна, о наступлении которой судили по появлению темного слоя у основания зерна. Наблюдения за влажностью зерна на Северном Кавказе проводили с 25 июля по 11 сентября, на Южном Урале - с 15 августа по 10 октября. Влажность зерна определяли гравиметрическим методом. Образцы массой не менее 70 г высушивали при температуре 150 °С (сушильный шкаф SNOL 58/350, «Elektrotechnika, AB», Литовская Республика) до постоянной массы (ее определяли с использованием электронных весов CAS MW-II, «CAS Corporation», Республика Корея). Для анализа отбирали и полностью обмолачивали средние образцы початков массой от 1,2 до 1,8 кг по 10 шт. в трех повторениях. Периодический отбор проб зерна проводили с интервалом в 3-7 сут, что обеспечивало от 8 до 16 контрольных точек. Проверку статистических гипотез осуществляли методами дисперсионного, корреляционного и регрессионного анализа. Установлено, что календарные сроки цветения початка в северном пункте исследований отмечаются на 22-36 сут позднее, чем на юге страны, и приходятся на начало или конец III декады июля. В условиях Северного Кавказа цветение наблюдалось в III декаде июня-начале июля, зерно достигало физиологической спелости в период с 1 по 7 августа, а процессы созревания и налива ультраранних гибридов проходили на благоприятном гидротермическом фоне. Следовательно, условия среды не ограничивали скорость потери влаги зерном, что обеспечило объективную оценку различий между гибридами по исследуемому признаку. Были выявлены существенные различия по скорости влагоотдачи как между пунктами исследований, так и между изученными гибридами. В Северо-Кавказском регионе скорость потери влаги зерном после достижения физиологической спелости колебалась по гибридам от 0,63 до 0,78 %/сут при слабом варьировании по годам. В Уральском регионе на фоне высокой относительной влажности и низкой температуры воздуха в предуборочный период скорость влагоотдачи снижалась до 0,21-0,35 %/сут, а в благоприятных гидротермических условиях достигала лишь 0,52-0,72 %/сут. Установлено, что уборочная влажность зерна кукурузы связана с двумя основными признаками гибридов: скороспелостью и способностью к быстрой потере влаги на заключительных этапах онтогенеза. Вклад каждого из этих признаков определяется условиями созревания зерна: для юга России влажность зерна в значительной степени определяется способностью гибрида к ускоренной влагоотдаче, в условиях Южного Урала основное значение имеет раннее цветение початка. Различия между гибридами по скорости потери влаги в этих условиях проявляются нерегулярно и зачастую нивелируются влиянием среды. Следовательно, для северной зоны кукурузосеяния селекция кукурузы на способность к быстрой потере влаги зерном имеет смысл лишь в сочетании с отбором на короткий вегетационный период, который должен рассматриваться как приоритетный признак при создании адаптированных гибридов.
Бесплатно
