Селекція кукурудзи проводиться по багатьох
напрямках з урахуванням конкретних умов вирощування і способів використання (на
зерно, силос, зелений корм). Необхідно створювати гібриди, які різняться як по
строках дозрівання, так і по комплексу господарсько цінних ознак.
Найбільш важливе завдання – створення високоврожайних гібридів для
інтенсивних технологій вирощування.
Селекція на врожайність.
Передбачається створення гібридів, що забезпечують при вирощуванні на богарі
врожай зерна 9 – 10 т/га і силосної маси 40 – 50 т/га при високому виході сухих
речовин, а в умовах зрошення – відповідно 12 – 13 і 60 – 80 т/га В селекції на
підвищення врожаю зерна велике значення має
сприятливе сполучення таких
елементів продуктивності, як довжина і діаметр початка, число рядів зерен на
початку і кількість зерен у ряду, маса 1000 зерен, вихід зерна з качана. Один з
резервів підвищення врожаю зерна кукурудзи – збільшення числа початків на
рослині.
Селекція на двопочатковість.
Це надзвичайно актуальне завдання, оскільки однопочаткові гібриди майже досягли
межі продуктивності. Число початків на рослині тісно пов’язано з величиною
врожаю зерна і підвищенням його стабільності в роки з несприятливими умовами
погоди, оскільки в двопочаткових форм утворюється менше безплідни х рослин
порівняно з однопочатковими.
При селекції на двопочатковість необхідно проводити добори на зближення
строків цвітіння волоті і початків, а також на скорочення розриву в цвітінні
качанів на одній рослині. Щоб збільшення числа початків призводило до
підвищення врожайності, необхідно добирати лінії з вирівняними по
продуктивності качанами.
Дослідження довели, що не існує генетичних і фізіологічних перепон для
одночасної селекції на двопочатковість і інші господарсько цінні ознаки.
Необхідно враховувати, що при збільшенні числа початків, як правило,
збільшується тривалість вегетаційного періода. Існують зразки з двома-трьома
початками і більше, в цьому випадку застосовують термін „багатопочаткова
кукурудза”. Один з напрямків селекції – створення багатопочаткової багатостебельної кукурудзи. Роботи в цьому
напрямку проводяться в Україні, Російській Федерації і США.
Селекція безлігульних гібридів.
Це один з резервів підвищення врожайності оскільки вказані гібриди придатні для
використання в загущених посівах. Еректоїдне розміщення листків у таких форм
сприяє кращому освітленню нижніх листків і підвищенню інтенсивності
фотосинтеза. Це дає можливість збільшити число рослин на 1 га до 70 – 120 тис.
проти 30 – 60 тис. при вирощуванні звичайних гібридів.
Селекція на вивчення таких гібридів проводиться в багатьох країнах з
використанням мутацій lg1, lg2 i lg3. Створюються
безлігульні аналоги комерційних гібридів, однак найбільш перспективним
напрямком використання цих форм є отримання нових безлігульних самозапилюваних
ліній з комплексом господарсько цінних ознак. Нйбільший інтерес для селекції
представляють гени lg1 i lg2. Слід мати на увазі, що за низкою показників
безлігульні аналоги поступаються звичайній кукурудзі, наприклад, більше
вражаються пиловою і пухирчастою сажкою.
Найменше зниження врожайності, а в окремих випадках навіть перевищення
її порівняно з нормальним аналогом встановлено у гібридів з донором lg2. Залучення нових джерел генів lg1 i lg2 буде сприяти
підвищенню ефективності селекції в цьому напрямку. Безлігульні гібриди знайдуть
найбільше застосування в умовах зрошення.
Селекція на скоростиглість. Цей напрямок набуває все більшого значення в зв’язку з просуванням
кукурудзи в більш північні райони виробництва. Створення скоростиглих гібридів,
що мають високу продуктивність і гарантовано дозрівають в умовах короткого
безморозного періода, дасть змогу розширити площі посіву кукурудзи на зерно.
Створення і освоєння в виробництві ранньостиглих і середньостиглих
гібридів на силос буде сприяти підвищенню якості кормової кукурудзи, оскільки в
цьому випадку збільшиться вихід сухої речовини і кількість кормових одиниць
завдяки вмісту листостеблової маси початків в стадії молочно-воскової
стиглості.
Створення скоростиглих гібридів має значення і для південних зон,
оскільки співвідношення гібридів з різною тривалістю вегетаційного періода
дасть змогу господарствам раціонально використовувати техніку і стабілізувати
виробництво кукурудзи.
Селекція на холодоійкість. Як
і попередній, даний напрямок набуває важливого значення при просуванні гібридів
кукурудзи в північні райони.
Холодостійкі гібриди повинні давати дружні сходи при ранніх строках посіву,
забезпечувати високі темпи початкового росту, а також швидше відростання і
менше зниження продуктивності рослин після дії заморозків. Підвищеною
холодостійкістю відрізняються гібриди Дніпровський 247 МВ, Одеський 90 МВ, Воронежський 38 ТВ, створені для
північної зони кукурузосіяння.
Селекція на придатність до
механізованого збирання.
Слабкий розвиток кореневої системи і ламке стебло в кукурудзи обумовлюють вилягання
рослин – кореневе і стеблове. Ураження їх стебловими і кореневими гнилями,
пошкодження кукурудзяним метеликом, діабротикою також можуть бути причиною
вилягання рослин, що утруднює збирання і призводить до втрат урожая зерна.
Придатність до механізованого збирання поряд з стійкістю до вилягання
визначають такі ознаки, як висота прикріплення початка (в багатопочаткових гібридів – нижнього
господарсько придатного) і довжина ніжки початка. Багато комерційних гібридів
характеризуються низьким прикріпленням качанів (30 – 50 см), що призводить до
втрат зерна при механізованому збиранні.
Важливе значення має положення початка на
стеблі. Невелике провисання його
запобігає проникненню дощової
води, оскільки під обгортку вода не затікає, зерно в таких початках більш сухе
порівняно з зерном вертикально розміщених початків. Однак сильний нахил початка
з довгою ніжкою (МАЛ), коли її верхівка знаходитьс над поверхнею грунту (30 см
і нижче), може бути причиною враження пліснявою і пошкодження гризунами.Тому
високе прикріплення початка повинно сполучатися з скороченою ніжкою, щоб після
провисання верхівка початка знаходилася на висоті не менше 50 – 60 см від
поверхні грунту. При цьому значно збільшиться кількість початків, придатних для
машинного збирання.
Селекція
на швидку втрату вологи в період дозрівання. Створення таких гібридів має
велике значення для застосування
енергозберігаючих технологій виробництва кукурудзи, оскільки дасть змогу
проводити збирання з одночасним обмолотом качанів і знизити витрати на сушку
зерна. Переважно кукурудзу з зерном підвищеної вологості (30 – 35%) збирають комбайнами.
Зібрані початки необіхідно почистити від обгорток, відсортувати і висушити.
Використання ліній, зерно яких здатне швидко висихати в період дозрівання, дає
можливість одержувати гібриди з вологістю зерна на 3 – 4% нижче порівняно з
одночасно цвітічими, але що не мають
такої здатності гібридами.
На основі швидковисихаючих ліній П346, П502 і MU4 створений трьохлінійний гібрид
Дніпровський 273АМВ, який має комплекс господарсько цінних ознак і понижену
вологість зерна при дозріванні.
Селекція на якість зерна. Основний напрямок селекції кукурудзи в цьому
відношенні – створення гібридів з покращеною якістю білка, збалансованого за
амінокислотним складом.
Відомо, що кількість білка в зерні кукурудзи становить 10 – 13%. При
цьому білок має головним чином малоцінну фракцію – зеїн з низьким вмістом
незамінних амінокислот – лізину і триптофану.
Створення високобілкових (16 – 20%) форм кукурудзи з використанням
донорів цієї ознаки показало, що вміст лізину знижується. Тому селекція
кукурудзи на якість пов’язана з коректним використанням в селекції мутантних
генів о2 і fl2, які пригнічують
синтез зеїну з одночасним підвищенням кількості глютелінів і інших фракцій
білка, які багаті на лізин.
Створення шляхом насичуючих схрещувань високолізинових ліній з участю
генів о2 і fl2 дало можливість
одержати гібриди з вмістом білка 14 – 16% і рівем лізину в білку 4,5 – 5,0%
проти 2,0 – 2,5% у звичайної кукурудзи. Однак такі гібриди не знайшли широкого
визнання в виробництві, оскільки формували
на 10 – 15% урожай нижче звичайних гібридів. Причина цього – борошниста
структура ендосперма лізинової кукурудзи, що впливає на зниження маси 1000
зерен і натури зерна. Підвищена вологість такого зерна обумовлювала зниження
стійкості до хвороб і збільшення
травмованості зерна.
Для підвищення врожайності високолізинової кукурудзи і покращення її за
низкою показників використовують генетичні методи зміни структури ендосперма з
допомогою генних комбінацій o2fl2, o2su2, o2wx і підбором
модифікаторів. Знайдені гени-модифікатори, що змінюють морфологію ендосперма,
але зберігають біохімічний ефект гена о2.
Фенотипічна дія модифікаторів проявляється
в формі мозаїчного ендосперма, коли
роговидні ділянки розміщуються серед борошнистих вкраплинами. Роговидний
ендосперм може бути представлений шарами різної потужності, інколи займаючи
майже весь об’єм.
У зв’язку з тим що збільшення маси 1000 зерен за рахунок підвищення
скловидності зерна може супроводжуватися деяким зниженням вмісту лізину,
необхідно добирати форми з нормальним ендоспермом і оптимальним амінокислотним
балансом.
Використання цих методів дало змогу створити оригігнальні лінії, які
мають модифікований ендосперм, підвищений вміст білка з покращеним
співвідношенням амінокислот. На їх основі одержанна низка високолізинових
гібридів, які не поступаються за врожайністю звичайним гібридам, а інколи і
перевищують їх. Один з таких гібридів – простий гібрид Геркулес ВЛ, який
створено в Селекційно-генетичному інституті.
Прискорене освоєння в виробництві високолізинових гібридів забезпечить
сталу кормову базу з повноцінним кормом, що не потребує високобілкових добавок.
Велике значення для покращення якості корму з кукурудзи має зниження
вмісту лігніну. Лігнін – складний ароматичний полімер. Утворюючи тісні хімічні
зв’язки з целлюлозою, геміцеллюлозою і іншими компонентами клітини, своєрідно інкрустують її стінки і знижують
перетравність корму, пригнічуючи дію ферментів.
Селекційна робота на зменшення кількості лігніну проводиться з
використанням мутацій коричневої жилки листа bm. Низьколінінові
аналоги ліній створюють насичуючими схрещуваннями. При цьому рівень зниження
вмісту лігніну в листостебловій масі може варіювати від 2,5 до 23,9% Найбільша
стпінь його зменшення відмічається в ліній, створених при участі мутацій bm3.
За морфологічними ознаками низьколігнінові рослини мало відрізняються
від звичайних, однак введення генів bm може призводити до зниження врожаю зеленої маси, стійкості до вилягання і
хвороб, а також до запізнення цвітіння волотей. Слід відмітити, що ступінь
зменшення кількості лігніну, а також погіршення
деяких господарсько цінних ознак залежить як від генів bm, так і від генотипів покращуваних ліній.
Селекція на олійність.
Створення гібридів з підвищеним вмістом олії – перспективний напрямок селекції
кукурудзи для кормових, харчових і медичних цілей. Високоолійна кукурудза
представляє великий інтерес як високоенергетичний корм для тварин. Кукурудзяна
олія в 2,5 рази калорійніша від крохмалю. В зерні кукурудзи міститься 3 – 5%
олії, причому 60 – 80% її припадає на зародки. Тому в цілях створення гібридів
з підвищеним збором олії з гектара застосовують добір форм з більш крупними
зародками. Селекції на крупний зародок
приділяється увага ще й тому, що це пов’язано з підвищеною кількістю в
ньому білка, лізину і триптофану. Дослідження показали, що в зародку кукурудзи
містисться 23,3% білку, 6,1% лізину, 1,2% триптофану, а в ендоспермі –
відповідно 9,5, 1,6 і 0,3%.
Селекція на крупний зародок повинна проводитися з використанням
матеріалу, який відібрано за врожайністю і іншими цінними ознаками.
Селекція на посухостійкість і жаростійкість.
Важливий напрямок в селекції кукурудзи – створення гібридів, що дають стабільно
високі врожаї зерна в зонах недостатньої зволоженості. Високі температури,
низька вологість і нестача вологи в
грунті призводять до збільшення числа безпочаткових рослин, зниженню
озерненості качана і маси 1000 зерен. Створення гібридів, які здатні менше
реагувати на нестачу вологи, дасть змогу стабілізувати збори зерна і силосної
маси кукурудзи в посушливих умовах, які характерні для південних районів
України.
В селекції на посухостійкість дуже великого значення набуває створення короткостеблих і
двопочаткових гібридів.
Селекція на стійкість до хвороб і
шкідників. Одне з найбільш важливих напрямків селекції – створення і
освоєння в виробництві гібридів
кукурудзи з комплексною стійкістю до хвороб і шкідників.
Вирішення даної проблеми утруднюється тим, що в кукурудзи нараховується
більше 40 різноманітних хвороб, значна чисельність яких викликається грибами, а також бактеріями і вірусами.
Більшість збудників мають декілька фізіологічних рас.
Повсюдно поширена пухирчаста сажка, яка може вражати всі надземні
частини рослини. Дуже небезпечною хворобою вважається пилова сажка: в цьому випадку качан
перетворюється в масу спор.
Гриби і бактерії викликають стеблові і кореневі гнилі кукурудзи.
Значної шкоди завдає гельмінтоспоріоз. У зволожених районах на кукурудзі
розповсюджений гельмінтоспоріоз північний, який може знижувати врожайність
більше ніж на 60%. Гельмінтоспоріоз
південний, який поширений в багатьох країнах з теплим і вологим кліматом, в Україні не зареєстрований.
Вражається кукурудза іржею, несправжньою борошистою росою, а також
вірусними хворобами – смугастістю і
крапчастістю листя.
Кукурудзу пошкоджують більше 25 шкідників, серед яких найбільш
небезпечний кукурудзяний, або стебловий, метелик. Гусінь його ушкоджує листя, виїдає зерна, тканини стебла,
стрижнів і ножок качанів, в результаті знижується врожайність, утруднюється
механізоване збирання через облом і вилягання рослин. На частинах рослин,
ушкоджених личинками, розвиваються збудники грибкових і бактеріальних хвороб.
Значної шкоди завдає кукурудзяна, або листова, тля, що спричиняє
щуплість зерна.
Ушкоджують кукурудзу різноманітні види совок і інші шкідники.
