Биологические особенности и селекция кукурузы в районах нечерноземной полосы (В. И. Балюра, кандидат сельскохозяйственных наук)

При продвижении какой-либо культуры в новые районы необходимо учитывать все те факторы, которые могут снижать ее урожай в новых условиях произрастания. Познание этих факторов позволяет определить наиболее эффективные пути их преодоления.

Значительные изменения претерпевают условия произрастания кукурузы по мере продвижения ее с юга на север. Некоторые из этих условий изменяются в положительную для роста и развития кукурузы сторону, а другие - в отрицательную. В частности, продолжительность светового дня при этом увеличивается, а период возможной вегетации сокращается. Одновременно с этим уменьшается среднесуточная температура летних месяцев и общая сумма эффективных температур.

Условия обеспеченности растений влагой улучшаются за счет увеличения количества осадков и за счет уменьшения интенсивности испарения. Физические свойства почвы меняются в сторону уменьшения воздухопроницаемости и усиления склонности к заплыванию и уплотнению.

Как же реагирует на это кукуруза и в каком направлении следует добиваться изменения ее природы при создании новых сортов? Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо каждое изменение условий произрастаний кукурузы рассмотреть в отдельности.

Продолжительность светового дня. Кукуруза, как известно, относится к растениям короткого дня. При искусственном сокращении светового дня до 10-12 часов в сутки она раньше зацветает и созревает, общий период ее вегетации уменьшается. На этом основании утвердилось мнение, будто повышенная продолжительность светового дня в северных широтах является препятствием для продвижения кукурузы на север, так как в условиях более длинного дня вегетационный период ее удлиняется.

Действительно, в северных районах высокорослые сорта кукурузы не всегда вызревают, хотя число дней их вегетации бывает здесь даже большим, чем на юге. Но для того чтобы выявить истинные причины этого, надо проследить за поведением кукурузы не только в искусственных условиях фотопериодических опытов, но в условиях естественного ее произрастания в различных по широте географических пунктах.

Рассмотрим сначала, как увеличивается длина дня при продвижении с юга на север в часах.

Если бы увеличение продолжительности светового дня действительно оказывало сильное влияние на удлинение вегетационного периода кукурузы, то прежде всего это сказалось бы на увеличении числа дней от всходов до выметывания султанов. Однако в действительности такой закономерности не наблюдается, о чем свидетельствует анализ опытных данных ВИРа по географическим посевам сорта кукурузы Миннезота 13. за 1923-1927 гг. (Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции, т. 21, вып. II, изд. Всесоюзного института прикладной ботаники и новых культур при СНК СССР, Ленинград, 1929). Эти данные показывают также, что во многих случаях число дней от всходов до выметывания султанов в северных пунктах бывает не больше, а даже меньше, чем в южных. Так, в 1927 году в Детском селе под Ленинградом (53° 44' с. ш.) это число было равно 43 дням, а в Ленкорани (38°45' с. ш.) - 46 дням. В 1926 году период от всходов до выметывания султанов в Калинине (56°32' с. ш.) был равен 40 дням, а в самом южном пункте посева кукурузы в тот год - Давалу (39°59' с. ш.) 0н был равен 63 дням. Из 76 географических опытов, проведенных в 1927 году, установлен 61 случай, когда число дней от всходов до выметывания султанов в более северных пунктах было меньше, чем хотя бы в одном из пунктов, расположенных южнее. Такое же положение имело место и в другие годы географических посевов.

Обращает на себя внимание еще тот факт, что размах колебания между самым большим и самым малым числом дней от всходов до выметывания султанов по отдельным географическим пунктам за один и тот же год бывает меньшим, чем в одном и том же пункте в разные годы. Так, в 1927 году этот размах колебания по географическим пунктам составлял 29 дней, а по разным годам в одном и том же пункте (Детское село) - 56 дней.

Все эти факты свидетельствуют о том, что увеличивающаяся продолжительность светового дня при продвижении кукурузы на север не оказывает решающего влияния на увеличение ее вегетационного периода.

Подтверждением этому могут служить также данные государственного сортоиспытания (Кукуруза и просо. Материалы государственного сортоиспытания" за 1923-1935 годы) (см. табл. 2).

Из приведенных данных видно, что при продвижении сорта Миннезота 13 экстра с юга на север закономерного увеличения числа дней от посева до выметывания султанов не происходит. На некоторых южных сортоучастках этот период оказывается даже более продолжительным, чем на северных, хотя световой день на первых значительно короче, чем на вторых. На Камышинском и Ольховатском сортоучастках, находящихся примерно на одной и той же широте, разница величины этого периода почти такая же, как и между самыми южными и самыми северными сортоучастками. Это также показывает, что на величину периода от посевов до выметывания султанов влияет не столько продолжительность светового дня, сколько температурные условия.

Влияние продолжительности светового дня на вегетационный период различных сортов кукурузы изучалось в 1954 году Зональным институтом зернового хозяйства нечерноземной полосы. В специальном опыте молодые растения с момента появления всходов подвергались воздействию искусственного сокращения светового дня до 10 часов в течение 6, 9, 12 и 15 суток. Контролем служили растения, росшие в условиях естественной продолжительности дня. Для сокращения светового дня молодые растения укрывали светонепроницаемыми ящиками с 6 часов вечера до 8 часов утра. Результаты фенологических "наблюдений приведены в следующей таблице (см. стр. 49).

Из этой таблицы видно, что некоторые сорта совсем не реагировали на искусственное сокращение светового дня. У других сортов, особенно скороспелых, укороченный день вызвал ускорение выметывания султанов на 4-б дней и сокращал период вегетации на 3-4 дня.

Учитывая итоги этого опыта, а также данные географических посевов, можно сделать вывод о том, что увеличение продолжительности светового дня отнюдь не может служить препятствием для продвижения кукурузы на север.

Кукуруза представляет собой чрезвычайно полиморфный вид, поэтому, относясь к растениям короткого дня, она имеет формы, способные нормально развиваться и в условиях длинного дня.

Температурные условия. При продвижений кукурузы с юга на север условия ее произрастания изменяются в сторону сокращения периода возможной вегетации, снижения уровня среднесуточных и максимальных температур в летние месяцы, а также в сторону уменьшения суммы эффективных температур выше 10°.

К недостатку тепла кукуруза значительно более чувствительна, чем к удлинению светового дня, причем эта чувствительность проявляется в замедлении темпа развития и увеличения продолжительности периодов между отдельными фазами.

Влияние температуры на длину периода от посева до всходов можно видеть из опыта 1952 года, когда один и тот же набор 28 сортов и гибридов был высеян в два разных срока.

Несмотря на то что разница между сроками посева была равна 8 дням, разница во времени появления всходов оказалась равной всего лишь трем дням. Ускорение появления всходов при втором сроке посева обусловлено более высокой среднесуточной температурой, так как качество семян и все другие условия оставались одинаковыми.

Выше уже указывалось, что увеличение периода от посева до выметывания султанов зависит не столько от продолжительности светового дня, сколько от понижения Уровня среднесуточных температур. В этом отношении весьма показательны фенологические данные по сорту Миннезота 13 экстра за последние 3 года.

Ценность этих данных состоит в том, что они позволяют проследить поведение кукурузы при одновременном изменении температуры и продолжительности светового Дня в одной и той же географической точке (Немчиновка Кунцевского района Московской области).

Разница в датах выметывания султанов в 1952 и 1954 годах составляет 27 дней, то есть почти месяц. В связи с сокращением светового дня по мере приближения к осени развитие кукурузы в 1952 году проходило в условиях более короткого дня, чем в 1954 году. Если в предшествующий выметыванию султанов месяц продолжительность дня в 1952 году была примерно равна 15 часам, то в 1954 году она была равна 16,8 часам. Тем не менее продолжительность периода от посева до выметывания султанов в 1952 году оказалась не только не меньшей, но даже большей, чем в 1954 году.

Только сопоставление продолжительности периода от посева до выметывания султанов с уровнем среднесуточных температур показывает ярко выраженную обратную зависимость между этими величинами. Эта зависимость отмечается и некоторыми другими опытными учреждениями. Так, по данным Пенсильванской станции (США), выметывание султанов у сорта Желтый зуб Рида в разные годы, в зависимости от средней температуры за 60 дней после посева, происходило через следующее количество дней:

при 20° через 74 дня

при 21,1° через 66 дней от посева

при 23,3° через 54 дня от посева

Что касается второй половины вегетации кукурузы - от выметывания султанов до созревания, то существует мнение, будто этот период меньше зависит от уровня температуры, чем первый период - от посева до выметывания султанов (Руководство по апробации сельскохозяйственных культур, т. II, стр. 6, 1949).

Однако наблюдения показали, что в нечерноземной полосе кукуруза чувствительна к недостатку тепла не только в первой, но и во второй половине вегетации.

Тенденция кукурузы к увеличению периода от выметывания султанов до созревания при понижении температуры становится заметной при сопоставлении фенологических данных и температурных условий в опытных посевах Института зернового хозяйства нечерноземной полосы за ряд лет по сорту Миннезота 13 экстра.

В 1952 и 1953 годах сорт Миннезота 13 экстра не достигал ко времени уборки даже фазы молочной спелости зерна. Совершенно другая картина наблюдалась в 1954 году, когда среднемесячная температура августа была равной 18,1°, а сентября - 11,4°. Благодаря высоким температурам летне-осенних месяцев сорт Миннезота 13 экстра в 1954 году достиг даже восковой спелости.

Зависимость величины вегетационного периода от температурных условий видна также из опыта 1953 года с посевом в разные сроки сорта Воронежская 80.

Если при посеве 8 мая початки убирали 7 сентября при полной спелости, то при посеве 19 мая зерно не достигло этой спелости даже ко дню уборки - 1 октября. Объясняется это тем, что при позднем посеве время цветения отодвигается и созревание проходит при более низких осенних температурах. При первом сроке посева среднесуточная температура воздуха за период цветения - созревания была равна 16,3°, а при втором сроке - только 12,9°.

Обращает на себя внимание то обстоятельство, что на продолжительность периода между отдельными фазами оказывает влияние не столько сумма среднесуточных температур, сколько их напряженность. В приведенном выше опыте суммы температур за межфазные периоды для обоих сроков посева одинаковы, между тем как уровень этих температур различен. Чем выше температура, тем короче период между фазами развития кукурузы.

Изменение летних температур по мере продвижения кукурузы с юга на север характеризуется следующими данными.

Сумма эффективных температур выше 10° в Московской области в течение летнего периода не превышает 1900-2100°.

Учитывая требовательность кукурузы к напряженности летних температур, необходимо, чтобы в условиях нечерноземной полосы агротехника возделывания этой культуры обеспечивала наиболее полное и эффективное использование имеющегося количества тепла. В процессе селекционной работы надо добиваться, чтобы выводимые сорта и гибриды были менее требовательны к теплу, чем сорта и гибриды южных районов.

Обеспеченность влагой. Несмотря на то что кукуруза считается засухоустойчивой культурой, она очень отзывчива на улучшение условий обеспеченности влагой. Мнение о засухоустойчивости кукурузы основано главным образом на том, что она экономнее других растений расходует влагу на образование сухого вещества. Действительно, на образование весовой единицы сухого вещества кукуруза затрачивает значительно меньше весовых единиц воды, чем другие культуры, что видно из следующих данных Безенчукской станции.

Однако экономно расходуя влагу, кукуруза потребляет ее больше других культур, превосходя их по урожаю зерна и стеблей с единицы площади.

Относительная засухоустойчивость кукурузы обусловлена тем, что она способна прорастать с большой глубины. Кукуруза может поэтому высеваться на такой почве, поверхностные слои которой сильно пересохли. Кроме того, кукуруза хорошо использует осадки второй половины лета, которые для колосовых зерновых культур уже оказываются бесполезными.

Однако у кукурузы, как и у других культур, имеется критический период, в течение которого она очень чувствительна к недостатку влаги. Такой период складывается из 10 дней перед выметыванием султанов и в течение 20 дней после этого. Высокие урожаи кукуруза дает лишь в том случае, если она обеспечена достаточным количеством влаги в течение всего периода вегетации и особенно в течение критического периода.

В нечерноземной полосе кукуруза значительно лучше обеспечена влагой, чем в большинстве южных районов. Объясняется это не только увеличением количества осадков, но и уменьшением интенсивности испарения в связи с более низкими температурами летних месяцев.

Количество осадков за летние месяцы и в целом за год по отдельным географическим пунктам характеризуется следующими данными (см. табл. 8).

Из таблицы видно, что в нечерноземной полосе осадков в летние месяцы выпадает несколько больше, чем в южных черноземных районах. Однако судить по этим данным об обеспеченности влагой невозможно, так как это зависит не только от количества осадков, но и от интенсивности испарения, которая в свою очередь зависит от уровня температуры.

Ввиду недостатка данных о фактическом испарении и влажности воздуха в полевых условиях Г. Т. Селянинов предложил определять обеспеченность влагой по ее балансу, вычисляемому путем деления суммы осадков за месяц на соответствующую сумму температур, уменьшенную в 10 раз. Применение этого метода позволяет видеть, что одно и то же количество осадков при различном уровне температуры дает совершенно различный эффект в смысле обеспеченности влагой.

Пользуясь этим методом, вычислим баланс влаги для Краснодара и Москвы.

Количество осадков в Краснодаре в летние месяцы не на много меньше, чем в Москве, но разница в балансе влаги между этими пунктами громадна. Если в Москве баланс влаги приближается к 1,5, что по Селянинову соответствует зоне избыточного увлажнения, то в Краснодаре он равен или меньше единицы, что соответствует зоне умеренного увлажнения. В августе погодные условия в Краснодаре соответствуют зоне засушливого климата.

Лучшая обеспеченность влагой районов нечерноземной полосы является для кукурузы положительным климатическим фактором. На улучшение снабжения влагой кукуруза во всех случаях реагирует увеличением урожая зерна и в особенности зеленой массы. Именно этим в значительной мере обусловлены факты получения в нечерноземной полосе урожаев початков молочно-восковой спелости и зеленой массы кукурузы порядка 900 и больше центнеров с гектара.

Вместе с тем необходимо иметь в виду, что повышенная обеспеченность влагой в нечерноземной полосе может иногда превратиться из положительного фактора в отрицательный. Это может иметь место в тех случаях, когда кукурузу сеют на тяжелых, склонных к заболачиванию почвах, не применяя при этом необходимых агротехнических мероприятий для улучшения их аэрации.

Условия почвенного плодородия. В отличие от черноземных почв старых кукурузосеющих районов почвы нечерноземной полосы обладают низким природным плодородием и отличаются неблагоприятными физическими свойствами. В нечерноземной полосе преобладают дерново-подзолистые почвы, разделяемые по механическому составу на следующие разности: песчаные, супесчаные, песчано-суглинистые, пылевато-суглиниетые. Суглинистые почвы в свою очередь подразделяются на легкие, средние и тяжелые.

Преобладающая часть подзолистых почв характеризуется бедностью питательных веществ, повышенной кислотностью (рН соляной вытяжки 5-6) и неглубоким пахотным слоем. Средние и тяжелые суглинистые почвы склонны к уплотнению, заплыванию и образованию почвенной корки.

К уровню почвенного плодородия кукуруза предъявляет довольно высокие требования. Однако практика научных учреждений и передовиков сельского хозяйства показывает, что кукуруза может давать исключительно высокие урожаи и на подзолистых почвах, если они достаточно окультурены. Окультуренность же этих почв достигается углублением пахотного слоя с применением органических и минеральных удобрений, известкованием и травосеянием. Что касается неблагоприятных физических свойств средних и тяжелых глинистых почв, то они преодолеваются правильной системой обработки и умелым уходом за посевами кукурузы.

Какой же вывод можно сделать из краткого обзора условий произрастания кукурузы в нечерноземной полосе? Прежде всего путем селекционной работы необходимо воздействовать на природу самого кукурузного растения в сторону снижения его требовательности к теплу в период вегетации, начиная с момента прорастания семени и кончая созреванием. Наряду с этим следует применять соответствующие агротехнические мероприятия, направленные на более полное и эффективное использование имеющегося здесь тепла. В числе таких мероприятий - размещение посевов кукурузы на южных склонах, посев в оптимальные сроки при неглубокой заделке семян, перепашка зяби на тяжелых почвах, тепловой обогрев семян, своевременное и глубокое рыхление междурядий, окучивание и т. д. Выполнение этих мероприятий позволяет получать в нечерноземной полосе высокие урожаи початков в молочно-восковой спелости и даже зрелые семена кукурузы.

Селекция кукурузы в нечерноземной полосе имеет свои особенности. В отличие от старых кукурузосеющих районов селекция кукурузы в нечерноземной полосе приобретает характер и значение акклиматизации этой культуры в новых экологических условиях. Если в южных районах имеется возможность создавать новый сорт из материала, уже приспособленного к местным условиям, то в нечерноземной полосе приходится пользоваться исключительно материалом из других районов, создавая из него новые сорта - агроэкотипы. При этом одновременно должны решаться две важные задачи: приспособление ритма развития кукурузного растения к новым экологическим условиям и удовлетворение хозяйственных требований в смысле величины и качества урожая. Таким образом, если в южных районах селекция может ограничиваться изменением отдельных признаков и свойств, то в нечерноземной полосе задача селекции заключается в коренном изменении самой природы кукурузного растения.

Прежде чем определить задачу селекции кукурузы в нечерноземной полосе, следует рассмотреть поведение набора сортов и гибридов в коллекционных посевах Зонального института зернового хозяйства нечерноземной полосы в 1954 году (см. табл. 11).

Порядок расположения сортов и гибридов в этой таблице соответствует высоте роста их растений: первые номера имеют самые низкорослые сорта, а последние - самые высокорослые. Сравнивая высоту роста отдельных сортов и гибридов с продолжительностью их вегетационного периода, можно видеть, что, за некоторыми исключениями, самые скороспелые сорта являются в то же время самыми низкорослыми. Промежуточные сорта по продолжительности вегетационного периода занимают такое же промежуточное положение и по высоте роста растений.

Ниже приводятся снимки типичных для изучавшихся сортов растений, сфотографированных 1 сентября 1954 года в одном и том же масштабе.

Наиболее скороспелыми в условиях нечерноземной полосы являются сибирские сорта: Первенец, Минусинка, Белоярое пшено. В 1954 году вегетационный период их от всходов до восковой спелости был равен 77 дням, в то время как в районах Западной Сибири этот период составляет в среднем 90-100 дней. Характерно, что в условиях Подмосковья высота растений этих сортов была равна 130-140 сантиметрам, а в условиях Западной Сибири она в среднем не превышает 0,6-1,0 метра.

На снимке видно, что скороспелые сибирские сорта склонны к кустистости и имеют чрезвычайно низкое расположение початков, не позволяющее применять комбайновую уборку урожая. Это свойство сибирских сортов является главным препятствием для внедрения их в производство нечерноземной полосы.

Рис. 1. Сорта: 1 - Айвори-кинг, 2 - Белоярое пшено, 3 - Минусинка, 4 - Первенец, 5 - ВИР-4823, 6 - Чакинская жемчужина

Сорта Айвори-кинг и Чакинская жемчужина в годы с менее жарким летом в Подмосковье не вызревают, хотя растения их достигают более высокого роста.

Увеличение роста растений представленных сортов до 150-170 сантиметров сопровождается удлинением их вегетационного периода. Некоторые из этих сортов: Белая сахарная, ВИР № 7134 оказываются неспособными достигнуть даже фазы молочной спелости. Тем не менее все эти сорта обладают склонностью к кустистости и низкому расположению початков, свойственной скороспелым сортам.

Характерно, что в условиях необычайно жаркого лета 1954 года сорт Безенчукская 41 развивался под Москвой значительно быстрее, чем в районах своего распространения. Если на юге Куйбышевской области этот сорт выметывает султаны через 50 дней, а созревает в среднем через 110-115 дней после всходов, то в 1954 году под Москвой эти периоды были соответственно равны 35 и 86 дням. В обычные по температурным условиям годы этот сорт успевает достигнуть фазы молочной спелости в конце сентября.

Рис. 2. Сорта: 7 - Полесская белая, 8 - Белая сахарная, 9 - Кичкасская, 10 - Безенчукская 41, 11-ВИР-7134

Сорта Воронежская 80 и Воронежская 76 могут частично созревать и в менее благоприятные годы и поэтому представляют интерес для использования в селекционной работе. Северо-Дакотская и Закарпатская красная при обычной агротехнике до фазы восковой спелости не доходят.

Рис. 3. Сорта: 12 - Северо-Дакотская, 13 - Северянка, 14 - Воронежская 76, 15 - Воронежская 80, 16 - Закарпатская красная

В отличие от скороспелых сортов эти сорта не обладают склонностью к кустистости и почти не образуют пасынков. Особый интерес представляют Харьковская белая зубовидная и Гибрид ВИР-1, имеющие наиболее короткий период от выметывания султанов до восковой спелости по сравнению с другими зубовидными сортами. В связи с этим указанный сорт и гибрид являются ценными родительскими формами для скрещивания со скороспелыми кремнистыми сортами.

Рис. 4. Сорта: 17 - ВИР №657, 18 - Харьковская белая зубовидная 19 - гибрид ВИР-1, 20 - Кремнистая желтая, 21 - Молдаванка краснуха

Показанные на рисунке 5 сорта, за исключением гибрида ВИР-42, не достигли фазы восковой спелости даже в 1954 году. В менее благоприятные годы эти сорта не всегда успевают достигнуть до заморозков и молочной спелости. Это значит, что зеленая масса их не обладает достаточно высокой питательной ценностью, а получение зрелых семян не всегда возможно даже при выращивании рассадой в торфоперегнойных горшочках.

Рис. 5. Сорта: 22 - ВИР № 407, 23 - Грушевская, 24 - Гибрид ВИР-42, 25 - ВИР № 7150, 26 - Стерлинг

Гибриды ВИР, дающие высокие урожаи зерна на юге, оказались способными давать высокие урожаи зеленой массы и в районах нечерноземной полосы. В отличие от других высокорослых сортов некоторые из этих гибридов успевают достигнуть здесь не только молочной, но даже восковой спелости початков. Сорт Аджаметская белая, хотя и дает большее количество зеленой массы, не может считаться для нечерноземной полосы перспективным из-за своей позднеспелости.

Рис. 6. Сорта: 27 - Гибрид ВИР-33, 28 - ВИР№ 5272,22 - Аджаметская белая, 30 - Гибрид ВИР-31 б, 31 - Гибрид ВИР-310

Из показанных на рисунке 7 сортов наибольшее производственное значение имеют Партизанка и Миннезота 13 экстра. Эти сорта почти не уступают по высокорослости самым позднеспелым грузинским сортам и в то же время отличаются от них скороспелостью.

Рис. 7. Сорта: 32 - Абашская желтая, 33 - Партизанка, 34 - Картули круги, 35 - Миннезота 13 экстра, 36 - Имеретинский гибрид

Абашская желтая, Картули круги и особенно Имеретинский гибрид оказались самыми позднеспелыми из ис-пытывавшихся южных сортов, неспособными достигнуть фазы молочной спелости даже в таком благоприятном году, как 1954.

Из иностранных сортов особенно позднеспелыми оказались некоторые китайские сорта и в частности сорт Цзи-юй-ми. Отличаясь наибольшей высокорослостью, этот сорт не достиг к моменту уборки - 1 октября фазы молочной спелости, хотя выращивался он рассадой в торфоперегнойных стаканчиках при посеве семян 30 апреля.

Изучение поведения ряда сортов кукурузы в коллекционных и производственных посевах позволяет сделать вывод о том, что использование в производстве центральных районов нечерноземной полосы даже лучших из завезенных сортов должно рассматриваться лишь как первый этап продвижения кукурузы в новые районы. Следующим этапом должно явиться создание новых селекционных сортов и гибридов, в наибольшей степени приспособленных к местным условиям и наиболее полно отвечающих хозяйственным требованиям.

Рис. 8. Сорт Цзи-юй-ми 23 августа 1954 года

Опытные данные показывают, что некоторые сорта кукурузы, возделываемые в нечерноземной полосе, успевают достигнуть полной спелости. Однако эти сорта низкорослы, малоурожайны, имеют низкое прикрепление початков, что препятствует механизированной уборке. Высокорослые сорта типа Стерлинга, Лиминга, Партизанки, Аджаметской белой и других развивают большую зеленую массу, но до заморозков они не успевают дать зрелых семян и поэтому требуют ежегодного завоза семенного материала из южных районов. Кроме того, зеленая масса этих сортов не всегда достигает наибольшей питательной ценности, так как уборку ее нередко приходится производить до наступления фазы восковой спелости, а именно в период восковой спелости кукуруза содержит наибольшее количество питательных веществ.

Путем селекционной работы с кукурузой в нечерноземной полосе необходимо вывести такой сорт, который по урожаю зеленой массы не уступал бы высокорослым сортам, но в отличие от них успевал бы достигнуть ко времени уборки фазы восковой спелости. Сочетание скороспелости и высокой продуктивности должно обеспечить возможность использования такого сорта для заготовки початков в молочно-восковой спелости и для заготовки высококачественного силоса из стеблей кукурузы; Кроме того, такой сорт должен обладать способностью давать гарантированные урожаи полноценных семян, чтобы освободить хозяйства от необходимости ежегодного завоза их извне.

Серьезное внимание следует уделить скороспелым сортам кукурузы, пригодным для получения сухого зерна. Устойчиво созревающие в нечерноземной полосе Первенец, Минусинка и. другие скороспелые сибирские сорта не имеют производственного значения из-за низкой урожайности. Поэтому необходимо создать такие сорта и гибриды, которые не уступали бы по скороспелости сибирским сортам и в то же время резко превосходили их по урожайности, высокорослости, крупности початков и высоте расположения их на стебле.

Сорта и гибриды кукурузы, создаваемые для нечерноземной полосы, должны обладать пониженной требовательностью к теплу при прорастании семян и в течение всего периода вегетации по сравнению с сортами, завозимыми извне, не уступая им по другим хозяйственно ценным признакам.

Современные методы селекции кукурузы включают в себя: метод отбора, метод гибридизации для создания гибридных сортов и гетерозисных семян, метод селекции самоопыленных линий. В нечерноземной полосе необходимо применять все названные методы. В настоящее время отбор является здесь одним из основных методов селекции. Он применяется в качестве самостоятельного метода для усиления отдельных признаков, а также в сочетании с гибридизацией для создания новых агроэкотипов.

Отбор на повышение урожайности кукурузы может дать исключительно ценные результаты, если он сопровождается направленным воспитанием и проводится с учетом всего комплекса хозяйственно ценных признаков. Одним из доказательств этого являются результаты селекции кукурузы на многоночатковость, которая проводилась при участии автора в 1947-1951 годах в Ставропольском крае и продолжается теперь в Зональном институте зернового хозяйства нечерноземной полосы.

У существующих сортов кукурузы повышение урожая происходит главным образом за счет увеличения крупности зерна и крупности початка. Дальнейшее увеличение этих элементов урожайности становится все более и более затруднительным. Возможность повышения урожая за счет увеличения густоты стояния растений также ограничена, так как при чрезмерном загущении кукурузы урожай ее не только не повышается, но наоборот, резко снижается.

Однако кукуруза имеет еще одну возможность повышения своей продуктивности, до сих пор мало использованную, за счет увеличения числа початков на одном растении. Создание новых многопочатковых сортов и гибридов, а также улучшение на многопочатковость существующих сортов, используемых в качестве родительских форм для гибридизации, открывает дополнительные резервы повышения урожайности этой ценной культуры.

Потенциальной способностью к образованию большого количества початков на одном растении обладают почти все сорта кукурузы. У каждого растения этой культуры в пазухах листьев имеются почки, которые при благоприятных условиях могут развиваться в женские соцветия - початки.

Влияние благоприятных условий произрастания на многопочатковость можно наблюдать на любом посеве кукурузы. Крайние растения, как правило, бывают более мощно развиты и имеют значительно большее количество початков, чем растения в глубине посева при загущенном стоянии или при плохой агротехнике. Различия по многопочатковости наблюдаются не только между отдельными растениями в пределах одного и того же поля, но в среднем между посевами одного и того же сорта в различных условиях. Такие же различия наблюдаются и между отдельными сортами.

Эти наблюдения показывают, что признак многопочатковости изменчив, что он меняется в зависимости от условий выращивания кукурузы, принимая различную степень выраженности у разных сортов. Соответствующими методами селекции многопочатковость может быть усилена и наследственно закреплена как у вновь создаваемых, так и у распространенных существующих сортов.

Многократный отбор и направленное воспитание при высоком уровне агротехники обеспечили получение из сорта Грушевская таких форм, которые резко отличались от исходного материала по числу початков на одном растении и по урожайности зерна. Конкурсное сортоиспытание этих форм дало следующие результаты,

Эффективность отбора на многопочатковость как средства повышения урожайности кукурузы подтверждается также данными производственного испытания, проведенного в 1950 году.

Продолжение отбора на многопочатковость в условиях Подмосковья обеспечило дальнейшее усиление этого признака. В условиях Ставропольского края многопочатковость проявлялась главным образом за счет образования початков в пазухах листьев на главном стебле. В условиях же Подмосковья, кроме основных початков, образуются вторичные початки за счет развития репродуктивных почек в пазухах оберток.

Отбор на многопочатковость находит все более широкое признание в селекционной и в семеноводческой практике. Этот отбор, в частности, с успехом применялся известным мастером высоких урожаев кукурузы М. Е. Озерным при создании им высокоурожайного сорта Партизанка. Он добился таких результатов, когда количество початков на стебле было удвоено.

По данным К. Б. Билинского (Билинский К. Б. Агротехника высоких урожаев кукурузы. Сельхозгиз, 1952), опыт отбора кукурузы на многопочатковость дал положительные результаты в колхозах Украины. Этот опыт подтвердил, что многопочатковые формы способны лучше использовать плодородие почвы и давать с гектара больше зерна, чем однопочатковые растения. Так, например, в колхозе "Перемога" Магдалиновского района Днепропетровской области кукуруза, выращенная из многопочатковых форм, дала прибавку урожая в размере 11 центнеров на гектар по сравнению с посевами кукурузы, произведенными обычными семенами сорта Днепропетровская. В колхозе имени Сталина Красноармейского района Сталинской области многопочатковая кукуруза дала прибавку урожая 20 центнеров на гектар по сравнению с посевом кукурузы обычными семенами районированного сорта.

Таким образом, метод отбора пригоден не только для поддержания урожайности, но и для резкого ее повышения у стандартных сортов кукурузы.

Очень важное значение метод отбора приобретает в решении задачи изменения природы кукурузы в сторону снижения ее требований к теплу при прорастании семян. Успешное разрешение этой задачи позволит производить посев кукурузы в более ранние сроки и тем самым полнее использовать весеннюю часть периода возможной вегетации. Для северных районов это обстоятельство важно в связи с краткостью вегетационного периода кукурузы. В южных районах это даст возможность улучшить использование кукурузы в качестве парозанимающей культуры под озимую пшеницу.

Опыты, проведенные в Зональном институте зернового хозяйства нечерноземной полосы, свидетельствуют о том, что снижение требований кукурузы к теплу при прорастании семян методом отбора имеет достаточное научное обоснование.

Обычно принято считать, что кукуруза начинает прорастать при температуре почвы 10-12° тепла. В связи с этим сроки посева ее приурочивают к тому времени, когда указанная температура установится в почве на глубине заделки семян. При этом не делается никаких оговорок, для каких именно сортов такая температура является оптимальной.

Опыты по проращиванию семян при пониженных температурах показали, что скороспелые сорта менее требовательны к теплу при прорастании, чем позднеспелые сорта. При проращивании семян Миннезота 13 экстра, Партизанки и Первенца в течение 20 дней при температуре 7-9° оказалось, что у первых двух сортов прорастали только корешки, а ростки едва начинали выходить за пределы семенной оболочки. У семян сорта Первенец корешки в этих же условиях достигали 10 и больше миллиметров, а ростки имели величину 3-4 миллиметра.

Для выяснения причин, объясняющих различное отношение к теплу при прорастании семян позднеспелых и скороспелых сортов, в 1953-1954 годах проводились дополнительные опыты. Сущность их заключалась в том, что одновременно с проращиванием целых семян во влажном песке проращивались изолированные от эндосперма зародыши в чашках Петри на фильтровальной бумаге, обильно смоченной двухпроцентным раствором глюкозы. Подстановкой зародышам искусственной пищи ставилась задача выяснить роль эндосперма в торможении прорастания семян при пониженных температурах.

В результате этих опытов установлены существенные различия в темпе прорастания целых семян и изолированных зародышей при температуре 6-7°, что видно из таблицы 14 (закладка семян на проращивание произведена 3 февраля 1954 г.).

Приведенные в таблице данные позволяют сделать следующие выводы. Во-первых, изолированные зародыши при пониженных температурах прорастают быстрее и дружнее, чем целые семена. Во-вторых, различия в темпе прорастания между позднеспелыми сортами и сортом Первенец выражены более ярко на целых семенах, чем

на изолированных зародышах. В-третьих, в пределах сорта одни семена способны прорастать при пониженных температурах лучше, а другие хуже.

Полученные данные говорят о том, что прорастание семян кукурузы зависит от питания зародыша водорастворимой пищей, количество которой, в свою очередь, зависит от деятельности ферментов эндосперма, превращающих запасы питательных веществ в водорастворимые формы. При пониженных температурах прорастают только те семена, ферменты которых обеспечивают зародыш водорастворимой пищей. При снабжении зародышей искусственным питанием в форме глюкозы они теряют зависимость от деятельности ферментов эндосперма, и поэтому оказываются способными прорастать при более низкой температуре, чем целые семена.

В связи с этим становится понятным, почему одни сорта более требовательны к теплу при прорастании, а другие менее требовательны. Различия в этих требованиях определяются разной активностью ферментов в условиях пониженных температур. Этой же причиной объясняются и различия в темпе прорастания отдельных семян в пределах одного и того же сорта.

Рассматривая ферменты не только как продукт деятельности живого тела, но и как часть живого тела, необходимо добиваться направленного изменения природы кукурузы в сторону понижения ее требовательности к теплу при прорастании семян.

Решение этой задачи возможно двумя путями. Наиболее простой путь - это многократный отбор семян, хорошо прорастающих в условиях пониженных температур. Для этого семена переделываемого сорта необходимо прорастить при температуре 7-8° и отобрать те из них, которые начнут прорастать раньше других. Повторение такого отбора в ряде поколений усилит активность ферментов при пониженных температурах и приведет к значительному изменению природы переделываемого сорта.

Эффективность этого пути подтверждается первыми результатами его использования в 1953 и 1954 годах. В 1953 году был произведен отбор хорошо прорастающих семян сорта Воронежская 80 при температуре 7-8°. При выращивании потомства этих семян в 1954 году оказалось, что семена взошли раньше на 2 дня и созрели раньше на 3 дня, чем потомство семян, не прораставших при пониженной температуре.

Важное место в селекционной работе с кукурузой в нечерноземной полосе занимает метод гибридизации, причем применение его в этих местах имеет существенные особенности. Дело в том, что здесь нет еще приспособленных к местным условиям агроэкотипов, которые могли бы быть использованы в качестве родительских форм для межсортовых скрещиваний и в качестве исходных форм для выведения самоопыленных линий. Поэтому метод гибридизации в нечерноземной полосе необходимо использовать для создания приспособленных к местным условиям агроэкотипов, а также для скрещивания их между собой с целью получения гетерозисных семян и для скрещивания полученных из этих агроэкотипов самоопыленных линий. Таким образом, метод гибридизации здесь должен использоваться не только на завершающем, но и на самом начальном этапе селекционно-семеноводческой работы с кукурузой.

Именно в таком понимании метод гибридизации используется в селекционной работе с кукурузой лабораторией новых Культур Зонального института зернового хозяйства нечерноземной полосы. На основе мичуринских принципов подбора родительских пар из географически отдаленных форм, направленного воспитания гибридного потомства и отбора в последующих поколениях институт создал два перспективных сорта, один из которых дает высокие урожаи зеленой массы и початков в молочно-восковой спелости, и другой пригоден для получения высоких урожаев сухого зерна.

Перспективный сорт Немчиновская (гибрид Белой английской и Миннезоты 13 экстра) мало уступает другим сортам по урожаю зеленой массы, выгодно отличаясь от них способностью достигать фазы восковой спелости не позднее второй половины сентября.

По данным конкурсного сортоиспытания за 1954 год, этот сорт в сравнении с Партизанкой имеет следующую характеристику.

Ценность этого сорта состоит также в том, что при выращивании рассадой в торфоперегнойных горшочках он дает гарантированные урожаи семян даже в неблагоприятные годы. В годы с благоприятными погодными условиями он дает зрелые семена в обычных грунтовых посевах. В агротехнических опытах при выращивании рассадой этот сорт дал урожай сухого зерна до 60 центнеров с гектара, а в грунтовом посеве - до 47 центнеров.

Перспективный сорт Московская ранняя (гибрид белой английской и Грушевской) близок по вегетационному периоду к наиболее скороспелым сибирским сортам, превосходя их по урожайности, высокорослости, крупности початков и высоте расположения их на стебле. Последнее качество имеет большое производственное значение, так как позволяет применить механизированную уборку урожая комбайном.

Рис. 9. Конкурсное сортоиспытание 1954 года. Слева от рейки делянка сорта Немчиновская, справа - Партизанка

По данным конкурсного сортоиспытания за 1954 год, этот сорт в сравнении с Первенцем имеет следующую характеристику (см. табл. 16).

Селекционная работа с этими сортами продолжается методом отбора для дальнейшего повышения их урожайности, а также в целях понижения их требовательности к теплу в период вегетации и особенно в период прорастания семян.

Для создания в нечерноземной полосе большего разнообразия исходного материала с расшатанной наследственностью целесообразно выращивать родительские растения кукурузы из изолированных от эндосперма зародышей. Лишенные стабилизирующего влияния материнской пищи, заключенной в эндосперме, и выращиваемые на искусственном питании (двухпроцентный раствор глюкозы), растения значительно ослабляют силу наследственной передачи своих признаков потомству при скрещивании. Так, при скрещиваниях растений Миннезоты 13 экстра и Минусинки, выращенных из целых семян, зерно в первом п жолении имело ту же зубовидную форму, что и материнский сорт. При скрещивании же растений Миннезоты 13 экстра, выращенных из изолированных зародышей, с растениями Минусинки, выращенными из целых семян, зерно в первом поколении было не зубовидным, а кремнистым, подобно отцовскому сорту. В менее яркой форме влияние этого приема проявляется и на других признаках.

Рис. 10. Конкурсное сортоиспытание 1954 года. Слева от рейки делянка Первенца, справа - Московской ранней

Дальнейшая разработка методов выращивания родительских растений кукурузы из изолированных зародышей может оказать помощь в управлении силой наследственной передачи признаков и свойств для получения наиболее желательных сочетаний их в гибридном потомстве.

Известно, что завершающим этапом селекционно-семеноводческой работы с кукурузой должна быть гибридизация для ежегодного получения первого поколения гетерозисных семян. В связи с этим в Институте зернового хозяйства нечерноземной полосы проводятся работы не только по созданию производственных гибридных сортов, но и биологически o соответствующих сортов-опылителей. Первым результатом этой работы являются скороспелые зубовидные формы, полученные от скрещивания Минусинки с Харьковской белой зубовидной. Первое поколение этого гибрида получено профессором В. Е. Писаревым в 1951 году.

Учитывая, что ритм развития этих форм совпадает с ритмом развития перспективного сорта Московская ранняя, они будут использованы для межсортовых скрещиваний с этим сортом в целях получения гетерозисных семян. Эти же формы будут использованы в качестве исходных форм для выведения самоопыленных линий.

Однако до момента размножения новых сортов и их гибридов может пройти довольно много времени. Поэтому для получения гибридных семян в ближайший период целесообразно использовать распространенные сорта, семена которых уже имеются в производстве.

Рис. 11-12. Слева растение скороспелого зубовидного гибрида, справа его початок

Подбор родительских сортов для получения гибридных семян проводится в Зональном институте зернового хозяйства нечерноземной полосы в течение 1952-1953-1954 годов. Эта работа ведется с таким расчетом, чтобы гибриды в нечерноземной полосе обладали не только высокой урожайностью, но и достаточной скороспелостью, чтобы они давали высокие урожаи початков в молочно-восковой спелости. В связи с этим для скрещивания в качестве материнских форм были привлечены скороспелые сибирские сорта, а в качестве отцовских - выСокб^ рослые южные сорта.

В результате таких скрещиваний гибриды занимают промежуточное положение, причем по скороспелости они приближаются к материнским сортам, а по продуктивности- к отцовским. Благодаря такому сочетанию скороспелости и урожайности гибриды превосходят по урожаю початков в молочно-восковой спелости обоих родителей. Превосходство гибридов над материнскими сортами объясняется большей величиной початков, а превосходство над отцовскими сортами - большим числом вызревших початков.

Предварительные данные Зонального института зернового хозяйства нечерноземной полосы свидетельствуют о том, что хорошие результаты дает скрещивание следующих сортов: Минусинка X Партизанка, Минусинка X Миннезота 13 экстра, Славгородская 270 X Партизанка. Испытание первого поколения этих гибридов на малых делянках в 1954 году показало следующие результаты.

Эти данные могут служить придержкой для закладки производственных опытов в колхозах, совхозах и научно-исследовательских учреждениях нечерноземной полосы.

Проведение этих опытов позволит выиграть по крайней мере один год для производственной оценки названных гибридов и внедрения их в производство.