Известия Оренбургского Государственного Аграрного Университета 2020 № 2 (82)

Агрономия

УДК 633.15:631.327.5

Урожайность гибридных семян кукурузы в зависимости от соотношения рядков родительских форм

А.С. Капустин¹, канд. с.-х. наук; М.Ю. Кухарук¹, канд. биол. наук; С.И. Капустин², канд. с.-х. наук; А.М. Стройный³, канд. с.-х. наук

¹ ФГАОУ ВО Северо-Кавказский федеральный университет; ² ФГБНУ Северо-Кавказский ФНАЦ; ³ ГОУ ВПО ЛНР Луганский национальный университет

Мировое производство кукурузы увеличивается. Достигается это за счёт повышения её урожайности на основе реализации генетического потенциала новейших гибридов, внедрения новых приёмов выращивания, оснащения хозяйств высокопроизводительной техникой. Для посева кукурузы на зерно и силос используют только гибридные семена первого поколения, при этом на зерно высевают преимущественно простые гибриды [1, 2]. Важнейшее условие сохранения ценных свойств рекомендованных к производству гибридов – поддержание в процессе семеноводства высоких качеств исходного семенного материала, его типичности и стерильности [2 – 4].

В настоящее время создаются и активно внедряются в производство новые гибриды с высоким уровнем гетерозиса, устойчивые к засухе, вредителям и болезням. Особенно это важно для хозяйств степной зоны, где хорошо влагообеспеченные годы сменяются периодами сухой и жаркой погоды [5 – 7]. Адаптация к степным условиям, усовершенствование элементов сортовой технологии, особенно на участках гибридизации, имеют большое значение для кукурузоводства. Вместе с тем необходимость экономии энергетических ресурсов обусловливает целесообразность выращивания раннеспелых и среднеранних простых гибридов кукурузы с минимальной уборочной влажностью зерна [8, 9]. Острой проблемой стало внедрение гибридов не только с высокой продуктивностью, но и стабильностью урожаев по годам.

Селекция простых гибридов зарубежных фирм в последние десятилетия осуществлялась с использованием признака растений выдерживать повышенную густоту растений в обычных условиях и создавать при этом один початок. Такие растения уступают старым отечественным по высоте, весу и размерам початка, но имеют преимущество по выравненности морфологических и физиологических признаков. Их стебель более тонкий, но устойчив к полеганию. Он быстрее высыхает и отдаёт питательные вещества. Тонкий стержень початка и зерно обладают большой скоростью отдачи влаги при созревании [10 – 12]. Появление метёлок из раструба верхних листьев, цветение метёлок и появление нитей початков у ряда гибридов осуществляется практически одновременно, что значительно повышает опыление початков, предупреждает их череззёрницу.

На участках гибридизации трёх-четырёхлинейные гибриды за счёт большей урожайности материнской формы (простой гибрид), как правило, обеспечивают более высокую урожайность семян F1. В связи с применением в производстве различных схем чередования родительских форм, широким внедрением простых гибридов кукурузы целью исследования стало определение урожайности семян с различных рядов материнских растений, расположенных на разном расстоянии от отцовских рядов, и на основе этого уточнение выхода урожайности, массы 1000 зёрен кондиционных семян, определение количества гектаров товарных посевов, которыми в условиях Луганской области можно засеять в производстве из одного гектара участка гибридизации F1.

Материал и методы исследования. Для уточнения вышеперечисленных вопросов на опытном поле Луганского национального аграрного университета в 2011 – 2013 гг. изучено оптимальное соотношение рядков родительских форм у новых простых гибридов кукурузы разных групп спелости – раннеспелого Почаевский 190 МВ, среднераннего Оржица 237 МВ и среднеспелого Красилов 327 МВ. Схемы чередования приведены в таблицах 1, 2. Опыты выполняли в соответствии с методическими рекомендациями по проведению полевых опытов с кукурузой [13] и методикой полевого опыта [14]. Площадь делянки – 120 м², повторность трёхкратная. Пространственную изоляцию соблюдали размещением изучаемых участков гибридизации кукурузы внутри поля товарного подсолнечника.

Почва опытных посевов представлена чернозёмом обыкновенным, среднегумусным на лёссовидном суглинке. Глубина гумусового слоя составляет 50 – 55 см, содержание гумуса – 3,1 % (по Тюрину), общего азота – 0,36 % (по Кьельдалю), подвижного фосфора – 14 – 16 мг/100 г почвы (по Чирикову), обменного калия – 16 – 17 мг/100 г почвы (по Масловой), pH водное – 7,2. Погодные условия 2011 г. сложились благоприятно для развития кукурузы. В июне – июле выпало 187,8 мм осадков, а всего в апреле – сентябре количество осадков превысило норму на 29 мм. Условия 2012 г. были менее благоприятными. Среднесуточная температура воздуха за июль – сентябрь установлена на 3,6°С выше среднемноголетних значений. С середины июля до третьей декады августа наблюдалась жаркая сухая погода с температурой воздуха 36 – 42 °С. За вегетационный период выпало 234 мм осадков при норме 303 мм, за июль – сентябрь – 38 % среднемноголетних значений. В 2013 г. метеорологические показатели были тождественны значениям предыдущего года.

Урожайные данные пересчитывали на 14%-ную влажность. Определяли наступление фенологических фаз развития растений, их высоту в динамике, элементы структуры урожая. Для получения гарантированного урожая семян F1 простых гибридов их посевы следует размещать по лучшим предшественникам (озимая пшеница по пару) на хорошо обеспеченных влагой участках. Пространственная изоляция от других посевов кукурузы должна быть не меньше 200 м. Нельзя размещать семеноводческие посевы после многолетних трав, сорго, подсолнечника. Семена, предназначенные для посева на участках гибридизации, должны быть протравлены, проверены на типичность, всхожесть, иметь сортовые документы. Оптимальный срок посева наступает тогда, когда почва на глубине 10 см устойчиво прогреется до 11 – 12°С. Запаздывание с посевом может привести к гибели семян от осенних заморозков [15 – 17]. Выращивание семян кукурузы проводится по адаптированной технологии с применением комплекса агротехнических приёмов и гербицидов, обеспечивающих получение высокого урожая семян [18 – 21]. На участках гибридизации поперечные обсевы поля не допускаются. Посев родительских форм лучше проводить поперек направления господствующих ветров, чтобы обеспечить наиболее полное опыление початков материнских растений.

Для увеличения периода образования пыльцы посев отцовских рядов следует проводить или с различной густотой (35 – 40 и 45 – 50 тыс/га), или на разную глубину (4 – 5 см и 6 – 8 см), или с засыпкой в банки с удобрениями на одном ряду фосфорных удобрений, на втором – азотных.

Результаты  исследования. В нашем исследовании у родительских форм при изучении соотношения рядков все фенологические фазы развития наступали практически одинаково. Нити початков на материнских рядках раннеспелого гибрида Почаевский 190 МВ и среднераннего Оржица 237 МВ появлялись на 2 – 3 дня позже, чем цветение метёлок на отцовских рядах (табл. 1).

В дальнейшем это повысило количество недостаточно опылённых початков. У среднеспелого гибрида Красилов 327 МВ цветение метёлок у отца и появление нитей початков у матери наступало одновременно. Определяли количество и урожайность зерна початков на каждом рядке материнской формы в зависимости от удалённости отцовских рядков и их озернённость. Установлено, что первые рядки материнской формы, которые находятся рядом с отцовскими, опыляются лучше, и количество хорошо озернённых початков на 2 – 4 % больше. Урожайность зерна была наивысшей на первых рядках (2,17 – 2,50 т/га) у раннеспелого гибрида, 2,70 – 3,48 т/га – у среднераннего и среднеспелого гибридов и снижалась при удалении от растений отцовских форм. Более высокая урожайность зерна установлена при большем количестве рядков отцовской формы. Так, у гибрида Почаевский 190 МВ в среднем она составляла 2,03 т/га при соотношении 8:2 и 2,45 т/га при схеме 8:4.

При доработке полученного зерна и определении кондиционных семян зафиксирована аналогичная закономерность. Согласно данным таблицы 2 худшими вариантами были схемы с соотношением 8:2 и 12:4. Выход кондиционных семян соответственно составлял 67 – 72 %, а их урожайность – 1,40 – 1,84 т/га. Однако при выращивании гибридных семян на одном гектаре при разных схемах соотношения рядков материнской и отцовской форм используется различная полезная площадь матери, и поэтому получается различный урожай. Так, при соотношении рядков 8:2 материнская форма занимает на одном гектаре 8000 м², а отцовская – 2000 м², при соотношении 4:2 и 8:4 – соответственно, 6666 и 3334 м², а при соотношении 6:2 – 7500 и 2500 м². При пересчёте кондиционных семян, собранных с материнских рядков на одном гектаре, установлена иная закономерность.

При уборке кондиционных семян, полученных при различных соотношениях рядков родительских форм, можно засеять в производстве различные площади. Так, семенами материнской формы гибрида Почаевский 190 МВ при выращивании по схеме 6:2 в производстве можно посеять 121 га товарных площадей, семенами Оржица 237 МВ при выращивании по схемам 6:2 и 8:2 – соответственно 112 – 120 га, а семенами гибрида Красилов 327 МВ при схемах 6:2, 10:4 и 12:4 возможно посеять 109 – 114 га товарной кукурузы в производстве. Расчёт выполнен на густоту растений 60 тыс/га. Наибольшая масса 1000 зёрен с материнских рядков имела тенденцию к увеличению при схемах посева 6:2, 8:4 и 4:2.

Уборку кукурузы на семенные цели можно начинать с наступлением физиологической спелости семян, при влажности зерна 35 – 37 %. Она проводится в сжатые сроки для предотвращения потерь урожая и снижения посевных качеств семян. Урожай початков на участках гибридизации и участках размножения стерильных форм с материнских и отцовских растений убирают раздельно, не допуская их смешивания. Початки семенной кукурузы после сортировки на токах немедленно (не более 24 часов) отправляются на кукурузокалибровочный завод, где они дополнительно очищаются, просушиваются и обмолачиваются. Проведение искусственной сушки початков кукурузы требует значительных затрат. Для удаления 1 % влажности на каждую тонну початков необходимо 1,6 – 3,3 дизельного топлива [6]. Получение качественных семян требует снижения влажности зерна с 35 до 12 – 14 %, стержней – с 45 – 50 % до 6 – 8 %. Вес стержней в высушенных початках составляет 15 – 20 %, выход кондиционных семян из полученного зерна – 55 – 70 %.

Выводы. Соотношение между рядками материнских и отцовских форм зависит от типа гибрида и наличия посевной и уборочной техники.

Более высокая урожайность материнских форм получается благодаря большему насыщению посева и лучшей пыльцеобразовательной способности отцовской формы.

В условиях степной зоны в среднем за 2011 – 2013 гг. у раннеспелого гибрида Почаевский 190 МВ максимальное количество гибридных семян F1 с одного гектара участка гибридизации получено при соотношении рядков родительских форм 6:2 и 8:4, у среднераннего гибрида Оржица 237 МВ – 6:2 и 8:2, а у среднеспелого Красилов 327 МВ – 6:2, 10:4 и 12:4.

Посев четырёх рядков отцовской формы позволяет заранее выкашивать её после опыления на зелёный корм, что создаёт условия для повышения урожайности, качества семян материнской формы и сокращает затраты по уборке семенных участков.

Литература

1. Циков В.С. Кукуруза: технология, гибриды, семена. Днепропетровск: Зоря, 2003. 296 с.

2. Современное состояние селекции и перспективы создания новых гибридов кукурузы в условиях Луганской области / А.С. Капустин, С.И. Капустин, Н.П. Калашникова [и др.] // Збірник наукових праць ЛНАУ. 2006. № 58 (81). С. 29 –32.

3. Капустин А.С., Володин А.Б., Капустин С.И. Подбор исходного материала и комбинационная способность новых линий кукурузы // Генофонд и селекция растений: тез. докл. III междунар. конф., посвящ. 130-летию Н.И. Вавилова; Новосибирск, 28 – 30 марта 2017 г. Новосибирск: Изд-во Инст. цитол. и генет. Сиб. отд. РАН, 2017. С. 27 – 28.

4. Система ведения агропромышленного производства Луганской области на период 1997 – 2005 гг. / Н.П. Шепитько, А.Н. Краевский, С.И. Капустин [и др.]. Луганск: Лугань, 1997. 560 с.

5. Козубенко В.Е. Селекция кукурузы. М.: Колос, 1965. 206 с.

6. Капустин С.И. Ковтун Н.В., Капустин А.С. Сортовая технология кукурузы. Луганск: Элтон-2, 2013. 195 с.

7. Капустин С.И. Неменущий В.В. Особенности выращивания гибридных семян кукурузы // Украинская информационная корпорация УкрНТИ. Информационный листок. № 14 – 99. Луганск: Луганский ЦНТЭИ, 1999. 4 с.

8. Капустин С.И. Неменущий В.В. Селекция кукурузы для условий Луганской области // Бюллетень Института зернового хозяйства УААН. 2001. № 15. С. 74 – 76.

9. Капустин А.С., Капустин С.И. Особенности новых гибридов кукурузы в условиях восточной степи Украины // Бюллетень Ставропольского научно-исследовательского института сельского хозяйства. 2015. № 7. С. 125 –130.

10. Гурьева И.А., Рябчун В.К. Генетические ресурсы кукурузы в Украине. Харьков: Магда Ltd, 2007. 391 с.

11. Капустин А.С., Капустин С.И., Тохтарь К.И. Комбинационная способность основных признаков линейного материала кукурузы в условиях Луганской области // Збірник наукових праць Луганського національного аграрного університету. 2007. № 77 (100). С. 32 – 36.

12. Капустін С. І., Капустін А.С. Добір вихідного матеріалу для створення посухостійких гібридів кукурудзи // Збірник наукових праць Луганського національного аграрного університету. 2005. № 47 (70). С. 59 – 63.

13. Методические рекомендации по проведению полевых опытов с кукурузой / Д.С. Филев, В.С. Циков, В.И. Золотов [и др.]. Днепропетровск: Городская типография № 3, 1980. 54 с.

14. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Колос, 1973. 336 с.

15. Заїка С.П. Скоростигла кукурудза. Киев: Урожай, 1987. 199 с.

16. Рослинництво за кліматичних умов південного Сходу України / А.С. Капустин, С.И. Капустин, А.А. Суслов [и др.]. Луганськ: ЛНАУ, 2012. 564 с.

17. Крупяные культуры / А.С. Капустин, С.И. Капустин, А.В. Барановский [и др.]. Луганск: ЛНАУ, 2012. 130 с.

18. Тохтарь К.И. Капустин С.И., Логинов Л.И. Эколого-гигиеническая характеристика гербицидов, применяемых на участках гибридизации // Сборник научных трудов Луганского НАУ. 2002. № 21 (33). С. 55 – 63.

19. Капустiн С.I., Калашникова Н.П. Розробка елементiв сортової агротехнiки нових гiбридiв кукурудзи в умовах Луганської областi // Збірник наукових праць ЛНАУ. 2006. № 58. С. 25.

20. Эффективность элементов сортовой агротехники новых простых гибридов кукурузы / А.С. Капустин, С.И. Капустин, А.А. Суслов [и др.] // Науковий вісник Луганського національного аграрного університету: Сільськогосподарські науки. 2010. № 12. С. 84 – 89.

21. Капустин С.И., Конопля Н.И., Карпенко А.А. Эффективность технологий // Кукуруза и сорго. 1997. № 1. С. 8 – 10.

DOI 10.37670/2073-0853-2020-82-2-63-68

Аннотация

Опубликовано Известия Оренбургского Государственного Аграрного Университета 2020 № 2 (82), стр. 63-68