CC BY
174
УДК 631.527:633.15
UDC 631.527:633.15
ИЗУЧЕНИЕ ДИНАМИКИ ВЛАГООТДАЧИ ЗЕРНОМ У ЛИНИЙ И ГИБРИДОВ КУКУРУЗЫ ПРИ ЕГО СОЗРЕВАНИИ
Чистяков Станислав Николаевич мнс
Супрунов Анатолий Иванович д.с-х.н
Ласкин Роман Валерьевич к.с-х.н
ГНУ Краснодарский НИИСХ Россельхозакдемии, Краснодар, Россия
В данной статье рассмотрена влагоотдача зерна кукурузы в динамике при созревании. Исследование в этом направлении позволило выявить линии и гибриды с быстрой отдачей влаги и более длительным наливом зерна
Ключевые слова: КУКУРУЗА, ЛИНИЯ, ГИБРИД, ВЛАЖНОСТЬ, ДИНАМИКА
STUDY OF THE DYNAMICS OF WATER-YIELDING CAPACITY OF GRAIN OF LINES AND HYBRIDS OF MAIZE WITH ITS GESTATION
Chistyakov Stanislav Nikolaevich junior researcher
Suprunov Anatoliy Ivanovich Dr.Sci.Agr.
Laskin Roman Valeryevich Cand.Agr.Sci.
State Scientific Institution Krasnodar Research Institute of Agriculture by Russian Academy of Agricultural Science, Krasnodar, Russia
In this article, we have considered water-yielding capacity of maize grain in the dynamics of its gestation. The researches in this direction allowed to identify the lines and hybrids with quick-impact moisture and longer period of gestation
Keywords: MAIZE, LINE, HYBRID, MOISTURE, DYNAMICS
Кукуруза - одна из важнейших сельскохозяйственных культур в ряде регионов нашей страны.
Создание и внедрение в производство гибридов кукурузы, характеризующихся быстрой потерей влаги зерном при созревании, позволит значительно сократить или вообще избежать затрат энергоресурсов на послеуборочную сушку зерна.
Возделывание гибридов с быстрым высыханием зерна, особенно в зонах с коротким безморозным периодом, позволяет существенно снизить расход энергоресурсов на послеуборочную его сушку, достигающей около 30% всех затрат на его производство (В .В. Мороз 1986) [4].
По данным Г. Георгиева, сушка зерна кукурузы при 30% его уборочной влажности до 13% требует больше затрат, чем весь комплекс работ по её выращиванию [3].
Возделываемые гибриды кукурузы существенно различаются по уборочной влажности зерна при сопоставимой продолжительности вегетаци-
онного периода. Этот факт позволяет предложить возможность создания гибридов кукурузы, сочетающих высокую урожайность и низкую уборочную влажность. По мнению Ю.А. Асыки, положительных результатов в этом направлении можно достичь созданием таких гибридов, которые отличались бы относительно продолжительным периодом роста и налива зерна, благоприятно влияющих на величину урожая, и имели бы короткий период его высыхания [2].
Скорость потери влаги зерном при созревании - сложный процесс. Это результат взаимодействия многих факторов, обуславливающих дифференциацию образцов по влажности зерна на ранних этапах развития зерновки, а также морфологических признаков початка и зерновки, определяющих темп высыхания зерна после достижения физиологической спелости [1].
Первые исследования, позволившие генетическими методами управлять интенсивностью влагоотдачи зерном при созревании, можно отнести к середине 70 - х годов ХХ века, реализованные созданием гибрида кукурузы Пионер 3978. Это послужило толчком интенсификации работ в нашей стране по созданию гибридов с пониженной уборочной влажностью зерна.
Bunting E. S. установил, что потеря воды в початках носит двухфазный характер. Первая фаза продолжалась до наступления физиологической спелости и характеризовалась постоянными темпами потери влаги; во вторую фазу наблюдали замедление темпов потери влаги [6]. При содержании воды в початках менее 70% уровень сухого вещества в зерне находился в линейной зависимости от уменьшения влажности початков.
Некоторые ученые в своих исследованиях на быструю потерю влаги зерном при созревании, уделяли особое внимание интенсивности влагоотдачи в динамике, в частности F. W. Slife (1949) отмечал превышение влажности зерна по сравнению с влажностью стержня в течение двух недель
после опыления, но в последующие две недели уже стержни початков были более влажными [7]. При этом он сделал вывод, что между датой опыления и влажностью зерна кукурузы тесная связь не наблюдается.
С.И. Мустяца утверждает, что низкая или высокая уборочная влажность обусловлена генотипически и является следствием физиобиохимиче-ских процессов, протекающих во втором межфазном периоде. Безусловно морфологические признаки, в том числе количество и толщина оберток, диаметр початка и т.д. в определенной степени влияют на процесс влагоотдачи, однако они имеют не столь существенное значение в сравнении со структурой связей запасных веществ и свободной воды в зерновке [5].
Материал и методика. Целью наших исследований было создать высокопродуктивные раннеспелые линии и гибриды кукурузы с быстрой отдачей влаги зерном при созревании. Для решения поставленной задачи мы использовали, донор быстрой отдачи влаги зерном при созревании линию - Кр 48. Низкая уборочная влажность высоконаследуемый признак, следовательно, при создании новых линий на быструю отдачу влаги зерном при созревании, достаточно одного компонента. В качестве второго компонента гибрида были использованы одна раннеспелая Кр 703 и две среднеранние линии кукурузы - Кр 742 и Кр 731. В результате исследований по фенотипу были отобрано 36 новых линий кукурузы. Полученные линии после второго инбридинга тестировались методом полных топ-кроссов. В качестве тестеров были использованы две кремнистые Кр 602, Кр 681 и одна зубовидная линия кукурузы - Кр 801. Стандартом был взят районированный гибрид Краснодарский 194 МВ.
С целью изучения динамики влагоотдачи нами были проведены замеры влажности зерна линий и гибридов кукурузы на 30-й день после опыления и далее с интервалом через каждые пять последующих дней. Замеры влажности проводили электровлагомером, оттарированным с помощью весового стандартного метода.
Для того чтобы достичь одновременного опыления (т.к. нити кукурузы на початках появлялись с некоторыми различиями по датам) початки накрывали пергаментными изоляторами и открывали только после массового появления нитей с фиксацией даты.
Результаты исследований. Проведенные исследования позволили нам наглядно проследить динамику влагоотдачи линий и гибридов кукурузы после физиологической спелости. При этом был выявлен линейный материал, который унаследовал признак быстрой отдачи влаги зерном от донора. Внутри генотипов Кр 703 х Кр 48, Кр 742 х Кр 48 и Кр 731 х Кр 48 динамика влагоотдачи проходила неодинаково в разные временные промежутки. Некоторые линии теряли влагу быстрее на начале опыта, другие на последних этапах эксперимента (таблица 1).
Таблица 1 - Динамика отдачи влаги зерном линиями при созревании по генотипам, Краснодар 2012г.
Г енотип линий Периодичность отбора проб на влажность зерна после опыления (в среднем по генотипу), дней, влажность зерна, %
30 35 40 45 50 55 55-30
Кр 703 х Кр 48 33,2 28,3 23,4 19,1 16,0 14,1 -19,1
Кр 742 х Кр 48 34,6 29,4 23,8 19,6 16,4 14,9 -19,7
Кр 731 х Кр 48 36,9 32,5 27,4 22,5 19,1 16,3 -20,6
Кр 48 34,0 27,8 19,0 17,2 14,2 13,5 -20,5
Новый линейный материал, полученный на базе гибрида Кр 703х Кр 48, имел в среднем по генотипу наименьшую влажность зерна на 55-й день после цветения- 14,1%. Динамика снижения влажности зерном у всех генотипов проходило равномерно за весь период проведения исследований. Наиболее высокая влажность на 55-й день после цветения была у линий из блока Кр 731 х Кр 48 и составила 16,3%, зерно у данного генотипа за весь период исследований отдало наибольшее количество влаги по сравнению со стандартом и другими блоками изучаемых линий. Максимальная интенсивность влагоотдачи зерном у всех генотипов наблюдалась в период с 35 по 40 день после опыления.
Полученный линейный материал оценивали в сравнении с лучшей линией в нашей коллекции по данному признаку - Кр 48 (Рисунок 1).
Лучшая линией по влагоотдачи зерном из блока Кр 703 х Кр 48 в сравнении со стандартом была 70348/3-1-1. На 30-й день после опыления влажность зерна у данных линий была на одном уровне. У Кр 48 влажность зерна снижалась до 20% высокими темпами, после достижения этого порога интенсивность влагоотдачи снизилась. Влажность зерна у линии 70348/3-1-1 снижалась более равномерно, чем у стандарта за весь период. В конце проведения опыта у линии 70348/3-1-1 была наименьшая влажность из этого блока - 12,8%. Более интенсивные темпы снижения влажности были с 45 - ого по 50 -й день после опыления.
40.0 т-------------------------------------------------
10 0 -I--------1--------1---------1---------1---------1---------1
30 35 40 45 50 55
Периодичность отбора проб зерна на влажность после опыления, дней
Рисунок 1 - Динамика отдачи влаги зерном у линии 70348/3-1-1, Краснодар 2012г.
В блоке новых линий полученных из гибрида Кр742 х Кр48 лучшей по влагоотдаче была линия 74248/5-1-1. Влажность зерна у данной линии на 30-й
день после опыления была на 2,9% выше, чем у стандарта. На протяжении всего периода наблюдений интенсивность влагоотдачи зерном у нее была равномерной.
На 45-й день после опыления влажность зерна изучаемой линий была на одном уровне со стандартом, при этом период налива зерна был уже длиннее, чем у стандарта (рисунок 2).
40.0
10,0 -I--------1--------1---------.--------1--------1---------
30 35 40 4Є 50 55
Периодичность отбора проб зерна на влажность,
дней
Рисунок 2 - Динамика отдачи влаги зерном у линии 74248/5-1-1, Краснодар 2012г.
Из линий, полученных на основе гибрида Кр 731 х Кр 48 лучшей по влагоотдачи была линия - 73148/15-1-1, влажность зерна в последний день отбора проб была на уровне стандарта. Данная линия отличается от других довольно длительным периодом налива и ускоренным темпом потери влаги зерном после наступления физиологической спелости. Интенсивность потери влаги с 30-ого по 40-й день была довольно низкой, за этот период у изучаемой линии влажность уменьшилась на 7,3%. Стандарт за этот же период потерял 15% влажности. Это говорит о селекционной ценности данной линии, как по низкой уборочной влажности зерна, так и по более длительному периоду налива зерна (рисунок 3).
После изучения динамики влагоотдачи новых линий кукурузы, нами было проанализировано их взаимодействие по данному признаку с тестерами (Таблица 2).
Потеря влаги зерном кукурузы при созревании линий генотипа Кр 703 х Кр 48 с тестерами: Кр 602, Кр 681, Кр 801 была равномерна и без больших различий между гибридами. Только с тестером Кр 602 гибриды имели влажность зерна ниже, чем с другими тестерами на 3% в начале проведения опыта. После наступления 40-ого дня после цветения у всех комбинаций влажность была на одном уровне и динамика отдачи влаги зерном была одинаковой до последнего дня отбора проб.
40.0
10.0 -I-------,-----------------.---------------------------
30 35 40 45 50 55
Периодичность отбора проб зерна на влажность,
дней
Рисунок 3 - Динамика отдачи влаги зерном у линии 73148/15-1-1, Краснодар 2012г.
Линейный материал, полученный на базе гибрида Кр 742 х Кр 48, более интенсивно отдал влагу при взаимодействии с тестером Кр 801. При участии этого тестера гибриды обладали более длительным периодом налива зерна. С тестером Кр 681 с участием линий из блока Кр 731 х Кр 48 была наибольшая влажность зерна на 65 день после опыления - 16,7%.
В гибридах с участием линий полученных на базе гибрида Кр731 х Кр48 лучшим тестером по влагоотдачи была линия Кр 801. Эти гибриды выделялись наименьшей влажностью зерна на последний день отбора проб. Динамика влагоотдачи зерном у всех гибридов проходила равномерно за весь период исследований. Гибриды с участием тестера Кр 801 с 50 -ого по 55- й день после цветения (при достижения 20%-ой влажности) обладали большей интенсивностью влагоотдачи и наименьшую влажность на 65 - й день после цветения.
Таблица 2 - Динамика отдачи влаги зерном у гибридов при созрева-
нии полученных с участием линий, Краснодар 2012г.
Г енотип Тестер Периодичность отбора проб на влажность после опыления, дней, влажность зерна, %
30 35 40 45 50 55 60 65 65-30
Кр 703хКр 48 Кр 602 37,1 29,4 26,7 23,2 20,7 17,9 16,3 15,3 -21,8
Кр 742хКр 48 38,9 29,9 26,3 22,1 20,3 18,0 16,6 15,9 -23,0
Кр 731хКр 48 39,1 31,0 28,1 23,5 21,0 19,0 17,7 16,8 -22,3
Кр 703хКр 48 Кр 681 40,2 30,6 27,4 23,4 20,7 17,8 16,3 15,8 -24,4
Кр 742хКр 48 41,2 31,9 27,6 23,7 22,1 18,9 17,3 16,7 -24,5
Кр 731хКр 48 41,0 32,6 28,7 23,9 22,4 20,6 18,4 17,2 -23,8
Кр 703хКр 48 Кр 801 40,9 31,8 26,2 22,0 18,9 17,1 16,0 15,4 -25,5
Кр 742хКр 48 42,5 32,2 28,4 22,5 19,3 17,1 15,4 14,8 -27,7
Кр 731хКр 48 41,6 33,6 28,7 23,1 20,9 18,2 16,2 15,7 -25,9
Краснодарский 194 МВ 39,0 32,4 30,7 22,4 20,3 18,9 18,2 17,8 -21,2
Изучение характера влагоотдачи в гибридах позволило нам выявить линии, которые не только сами обладали быстрой потерей влаги зерном при созревании, но и передавали этот признак гибридам (Рисунок 4). Для сравнительной характеристики по изучаемому признаку нами был использован районированный гибрид - Краснодарский 194 МВ.
45 0
40.0
35.0
30.0
25.0
Сй
20.0
15 0
10.0
«09.0
*4. Х.32,4
34 7 \ -*30 7 —Кр194Ш -*-70343/ 5И-1хКр 602
29.1 \
'^422.4 22,4 0.3 1Я?
20’3 18’э \^15.1
13.4
30
35
40
45
50
55
Є0
65
Периодичность отбора проб зерна на влажность после опыления, дней
Рисунок 4 - Динамика отдачи влаги зерна гибридом 70348/ 5-1-1 х Кр 602 в сравнении со стандартам, Краснодар 2012г.
Самая низкая влажность зерна в опыте на начальных этапах была у гибрида 70348/ 5-1-1 х Кр 602 - 34,7%. Темпы снижения влажности зерна у гибридов во временные промежутки были разными. Гибрид Краснодарский 194 МВ более интенсивно отдавал влагу на 30 - 35 и 40 - 45 день после цветения. Гибрид 70348/5-1-1 х Кр 602 обладал равномерными темпами влагоотдачи и только с 55 по 60 день после опыления замечено возрастание интенсивности потери влаги зерном, до того как гибрид достиг 15% влажности зерна (рисунок 4).
45,0
10.0 И-----1-----1------1-----1-----1------1-----1------
30 35 40 45 50 55 Є0 65
Периодичность отбора проб зерна на влажность после опыления, дней
Рисунок 5 - Динамика отдачи влаги зерна гибридом 70348/ 5-1-1 х Кр 801 в сравнении со стандартом, Краснодар 2012г.
У другого гибрида с участием линии 70348/5-1-1 и тестера Кр 801 наблюдался более длительный период налива зерна, динамика влагоотдачи этой линии была схожа при скрещивании её с тестером Кр 602, однако влажность на последний день отбора проб была выше на 0,9% (рисунок 5).
Лучшим гибридом по изучаемому признаку с участием линий из генотипа 742х48, была комбинация 74248/ 17-1-1 х Кр 801. На 30-й день после опыления влажность у него была на уровне гибрида Краснодарский 194 МВ. Темпы потери влаги за весь период исследований характеризовались равномерной отдачей влаги; при этом, период налива зерна был более короткий, чем у стандарта. Влажность зерна у нового гибрида на 65 - й день после опыления была на 4,4% ниже, чем у стандарта (рисунок 6).
45.0
40.0
—Кр 194 МВ
—*—74243/17-1-1 х Кр 301
10.0
30 35 40 45 50 55 60 65
Периодичность отбора проб зерна на влажность после опыления, дней
Рисунок 6 - Динамика отдачи влаги зерна гибридом 74248/ 17-1-1 х Кр 801 в сравнении со стандартом, Краснодар 2012г.
Лучшей комбинацией в блоке линий Кр 731 х Кр 48 был гибрид 73148/ 15-1-1 х Кр 801 (Рисунок 7). Влажность зерна на 30-й день после опыления была выше, чем у стандарта на 3,8%. Высокий темп отдачи влаги наблюдался с 30 по 45 день после опыления, спад интенсивности потери влаги был после наступления 18% влажности зерна. В последний день отбора проб у данного гибрида влажность зерна была на 4,2% ниже, чем у гибрида Краснодарского 194 МВ.
45,0
10,0
30 35 40 45 50 55 60 65
Периодичность отбора проб зерна на влажность после
опыления, дней
Рисунок 7 - Динамика отдачи влаги зерна гибридом 73148/ 15-1-1 х Кр 801 в сравнении со стандартом, Краснодар 2012г.
Выводы:
1. В результате наших исследований был получен ряд новых линий кукурузы характеризующихся быстрыми темпами влагоотдачи зерном при созревании - 70348/3-1-1, 74248/51-1, 73148/15-1-1 и другие.
2. По результатам проведенного эксперимента выделен ряд гибридных комбинаций с участием новых линий кукурузы хорошо отдающих влагу зерном при созревании. Влажность зерна у данных гибридов на период уборки была на 3,5 -4,4% ниже стандарта Краснодарского 194 МВ.
Список литературы
1. Асыка Ю. А. ,Вареник Б. Ф.,Трофимов В. А. Подбор исходного материала для создания гибридов кукурузы с пониженной уборочной влажностью к стеблевым гнилям / Научн.-техн. бюлл. ВСГИ. -Одесса ,1986. -Вып. 1(59). -с. 15-19.
2. Асыка Ю. А. Трофимов В.А. О селекции кукурузы на ускоренное высыхание зерна при созревании // с.-х. Биология ,-1988.-№2.-с. 3-9.
3.Георгиев Т. Селекция кукурузы и и энергетическая проблема. // Международных с. -х. . журнал . -1980. -№3. -с. 25-28.
4. Мороз В.В. Зависимость между уборочной влажностью и признаками зерна, початка и растения кукурузы // Бюлл. ВНИИ кукурузы .- Днепропетровск, 1986. -Вып. 1 (66). - с. 13-20.
5. Мустяца С.И. Динамика влажности зерна // Кукуруза и сорго. - 1993. - № 5. - С. 1517.
6. Bunting E. S. Ripening in maize interrelationships between time ,water content and weight of dry material in ripening grene of a flint x dent hybrid // Agron. J. - 1972. -V. 79. -№2. -P. 225-234.
7. Slife F. W. Changes in the moisture content of the corn grain and during development of the ear// Univ. M.S. thesis. - 1949.- p.27-29.
