Скорость потери влаги зерном кукурузы в период созревания в зависимости от генотипа и условий среды

Автор: Сотченко В.С., Панфилов А.Э., Горбачева А.Г., Казакова Н.И., Ветошкина И.А.

Журнал: Сельскохозяйственная биология @agrobiology

Рубрика: Кукуруза: проблемы возделывания

Статья в выпуске: 1 т.56, 2021 года.

Бесплатный доступ

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.

Еще

Кукуруза, ультраранние гибриды, онтогенез, вегетационный период, влажность зерна, скорость влагоотдачи, южный урал, северный кавказ

Короткий адрес: https://sciup.org/142229468

IDR: 142229468   |   DOI: 10.15389/agrobiology.2021.1.54rus

Список литературы Скорость потери влаги зерном кукурузы в период созревания в зависимости от генотипа и условий среды

  • Pahl H. Maisanbau 98. Top-Sorten bringen Bares. DLZ-Agrarmagazin, 1997, 12: 21-22.
  • Vancetovic J., Ignjatovic-Micic D., Bozinovic S., Babic M., Filipovic M., Grcic N., Andjelkovic V. Grain quality of drought tolerant accessions within the MRI Zemun Polje maize germplasm collection. Spanish Journal of Agricultural Research, 2014, 12(1): 186-194 (doi: 10.5424/sjar/2014121-4392).
  • Berardo N., Mazzinelli G., Valoti P., Lagana P., Redaelli R. Characterization of maize germplasm for the chemical composition of the grain. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2009, 57(6): 2378-2384 (doi: 10.1021/jf803688t).
  • Pinto A.T.B., Pereira J., de Oliveira T.R., Prestes R.A., Mattielo R.R., Demiate I.M. Characterization of corn landraces planted Grown in the campos gerais region (Paraná, Brazil) for industrial utilization. Brazilian Archives of Biology and Technology, 2009, 52(Special issue): 17-28 (doi: 10.1590/S1516-89132009000700003).
  • Clark D., Dudley J.W., Tocheford T.R., LeDeaux J.R. Genetic analysis of corn kernel chemical composition in the random mated 10 generation of the cross of generations 70 of IHO x ILO. Crop Science, 2006, 46(2): 807-819 (doi: 10.2135/cropsci2005.06-0153).
  • Панфилов А.Э. Селекция кукурузы в Урало-Сибирском регионе: направления и тенденции. Нивы Зауралья, 2015, 11(133): 58-60.
  • Зезин Н.Н., Намятов М.А., Лаптев В.Р. Перспективные гибриды кукурузы для возделывания на силос и зерно в условиях Среднего Урала. Кормопроизводство, 2015, 11: 25-28.
  • Сотченко Ю.В., Сотченко Е.Ф., Шайтанов О.Л., Хуснуллин М.И. Заключительное звено селекции кукурузы для северных районов возделывания. Достижения науки и техники АПК, 2016, 30: 49-53.
  • Jumbo M.B., Carena M.J. Combining ability, maternal, and reciprocal effects of elite early-maturing maize population hybrids. Euphytica, 2008, 162(2): 325-333 (doi: 10.1007/s10681-007-9618-9).
  • Hyrkas A., Carena M.J. Response to long-term selection in early maturing maize synthetic varieties. Euphytica, 2005, 143(1): 43-49 (doi: 10.1007/s10681-005-2238-3).
  • Hallauer A.L., Carena M.J. Recurrent selection methods to improve germ-plasm in maize. Maydica, 2012, 57(4): 266-283.
  • Carena M.J. Maize commercial hybrids compared to improved population hybrids for grain yield and agronomic performance. Euphytica, 2005, 141(2): 201-208 (doi: 10.1007/s10681-005-7072-0).
  • Ma D., Xie R., Zhang F., Li J., Li S., Long H., Liu Y., Guo Y., Li S. Genetic contribution to maize yield gain among different locations in China. Maydica, 2015, 60(1): 1-8.
  • Duvick D.N. The contribution of breeding to yield advances in maize (Zea mays L.). Advances in Agronomy, 2005, 86: 83-145 (doi: 10.1016/S0065-2113(05)86002-X).
  • Dolatabad S.S., Choukan R., Hervan E.M., Dehghani H. Multienvironment analysis of traits relation and hybrids comparison of maize based on the genotype by trait biplot. American Journal of Agricultural and Biological Science, 2010, 5(1): 107-113 (doi: 10.3844/ajabssp.2010.107.113).
  • Meseka S.K., Menkir A., Ajala S. Genetic analysis of performance of maize inbred lines under drought stress. Journal of Crop Improvement, 2011, 25(5): 521-539 (doi: 10.1080/15427528.2011.592570).
  • Liakat Ali M., Luetchens J., Singh A., Shaver T.M., Kruger G.R., Lorenz A.J. Screening genetic variation in maize for deep root mass in greenhouse and its association with grain yield under water-stressed field conditions. Maydica, 2015, 60(1): 1-13.
  • Babic V., Vancetovic J., Prodanovic S., Kravic N., Babic M., Andelkovic V. Numerical classification of western balkan maize drought tolerant landraces. Journal of Agricultural Science and Technology, 2015, 17(2): 455-468.
  • Camus-Kulandaivelu L., Veyrieras J.B., Madur D., Combes V., Fourmann M., Barraud S., Du-breuil P., Gouesnard B., Manicacci D., Charcosset A. Maize adaptation to temperate climate: Relationship between population structure and polymorphism in the Dwarf8 gene. Genetics, 2006, 172(4): 2449-2463 (doi: 10.1534/genetics.105.048603).
  • Hoecker N., Keller B., Piepho H.P., Hochholdinger F. Manifestation of heterosis during early maize (Zea mays L.) root development. Theoretical and Applied Genetics, 2006, 112: 421-429 (doi: 10.1007/s00122-005-0139-4).
  • Супрунов А.И., Лавренчук Н.Ф. Создание нового исходного раннеспелого материала для селекции кукурузы. Труды Кубанского государственного аграрного университета, 2006, 3: 122-129.
  • Sezegen B., Carena M.J. Divergent recurrent selection for cold tolerance in two improved maize populations. Euphytica, 2009, 167(2): 237-244 (doi: 10.1007/s10681-008-9875-2).
  • Okumus A. Genetic variation and relationship between Turkish flint Maize landraces by RAPD markers. American Journal of Agricultural and Biological Science, 2007, 2(2): 49-53.
  • Панфилов А.Э., Овчинников П.Ю. Местная популяция как источник хозяйственно полезных признаков в селекции кукурузы для Уральского региона. Кормопроизводство, 2019, 10: 26-30.
  • Панфилов А.Э., Казакова Н.И. Продуктивность кукурузы в лесостепи Зауралья как функция скороспелости гибридов. АПК России, 2018, 25(5): 586-591.
  • Божко О.В. Интенсивность влагоотдачи зерна в период созревания у самоопыленных линий кукурузы в условиях Приморского края. Аграрная Россия, 2018, 3: 3-6 (doi: 10.30906/19995636-2018-3-3-6).
  • Gheje A., Copandean A., Ha§ I., Ha§ V., Duda M., Tinca E., Calugar R., Varga A., Moldovan C. Moisture loss dynamics in some inbred lines, parental forms of maize hybrids, created at ARDS Turda. Research Journal of Agricultural Science, 2016, 48(1): 51-56.
  • Wang Z., Wang X., Zhang L., Lui X., Di H., Li T., Jin X. QTL underlying field grain drying rate after physiological maturity in maize (Zea mays L). Euphytica, 2012, 185(3): 521-528 (doi: 10.1007/s10681-012-0676-2).
  • Sala R.G., Andrade F.H., Camadro E.L., Cerono J.C. Quantitative trait loci for grain moisture at harvest and field grain drying rate in maize (Zea mays L.). Theoretical and Applied (Genetics, 2006, 112: 462-471 (doi: 10.1007/s00122-005-0146-5).
  • Maiorano A., Mancini M. Water relationships and temperature interactions in maize grain during maturation. Field Crops Research, 2010, 119(2-3): 304-307 (doi: 10.1016/j.fcr.2010.07.019).
  • Reid L.M., Morrison M.J., Zhu X., Wu J., Woldemariam T., Voloaca C., Xiang K. Selecting maize for rapid kernel drydown: timing of moisture measurement. Maydica, 2014, 59(1): 9-15.
  • Wang X., Ren X., Mei N., Xie Y., Yang X., Zhao R. Genome-wide association analysis for the genetic basis of seven traits associated with corn grain moisture and ear threshing rate. International Journal of Agriculture and Biology, 2019, 21(4): 810-818 (doi: 10.17957/IJAB/15.0961).
  • Воронин А.Н., Хорошилов С.А., Журба Г.М., Нецветаев В.П. Особенности влагоотдачи при созревании зерна у самоопыленных линий кукурузы. Кукуруза и сорго, 2006, 3: 2-5.
  • Терещенко А.А., Супрунов А.И. Селекция среднеранних гибридов кукурузы с быстрой отдачей влаги зерном при созревании в условиях центральной зоны краснодарского края. Достижения науки и техники АПК, 2016, 30(1): 30-32.
  • Yang J., Carena M.J., Uphaus J. Area under the curve (AUDDC): a method to evaluate rate of dry down in maize. Crop Science, 2010, 50(6): 2347-2354 (doi: 10.2135/cropsci2010.02.0098).
  • Sweeney P.M., Martin S.K.St., Clucas C.P. Indirect inbred selection to reduce grain moisture in maize hybrids. Crop Science, 1994, 34(2): 391-396 (doi: 10.2135/cropsci1994.0011183X003400020016x).
  • Li L., Wang K., Xie R., Ming B., Zhao L., Li S., Hou P. Corn kernel weight and moisture content after physiological maturity in field. Scientia Agricultura Sinica, 2017, 50(11): 2052-2060 (doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2017.11.011).
  • Wang X., Ma T., Yang T., Song P., Chen Z., Xie H. Monitoring model for predicting maize grain moisture at the filling stage using NIRS and a small sample size. International Journal of Agricultural and Biological Engineering, 2019, 12(2): 132-140 (doi: 10.25165/j.ijabe.20191202.4708).
  • Volenik M., Rozman V., Kalinovic I., Liska A., Darko K., Branimir S. Influence of relative humidity and temperature on the changes in grain moisture in stored soybean and maize. Agri-culturae Conspectus Scientificus, 2007, 72(3): 215-219.
  • Орлянский Н.А. Проблемы и перспективы возделывания и селекции зерновой кукурузы в Центральном Черноземье. Кукуруза и сорго, 2007, 6: 2-3.
  • Иванова Е.С., Замятин А.Д. Особенности влагоотдачи при созревании зерна кукурузы в условиях Зауралья. АПК России, 2016, 23(3): 659-663.
Еще
Статья научная