Гибридные семена кукурузы (М. С. Калинин, кандидат сельскохозяйственных наук)

Известно, что посев кукурузы гибридными семенами значительно повышает урожаи этой ценной зерновой культуры.

Многолетний опыт государственных сортоишытатель-ных участков, а также многих колхозов и совхозов, высевающих на своих полях гибридные семена кукурузы, показал, что эти семена дают урожай зерна, как правило, на 5-10 центнеров с гектара больше, чем семена обычных сортов. Нередко прибавка урожая в результате использования гибридных семян бывает еще более высокой. Так, например, в 1953 году в колхозе "Жовтень" Каменского района Черкасской области семена лучшего гибрида ВИР-42 дали урожай початков в пересчете на гектар 95,8 центнера, тогда как урожай сорта Закарпатская составил только 65,1 центнера с гектара.

Высоко оценив роль гибридных семян кукурузы в повышении ее урожайности, многие колхозы и совхозы перешли на посев этой культуры семенами гибридов. В результате они стали ежегодно получать высокие урожаи. Так, например, колхоз имени Чкалова Ново-Московского района Днепропетровской области со 161 гектара, засеянного в 1948 году семенами гибрида Успех, собрал с каждого гектар а по 73 центнера кукурузы в початках. В 1950 году этот же колхоз получил с каждого из 180 гектаров, засеянных гибридными семенами, по 80,7 центнера кукурузы в початках. В среднем за последние 5-6 лет урожай гибрида Успех в этом колхозе составил, несмотря на неблагоприятные метеорологические условия, около 50 центнеров с гектара.

Широко также применяет гибридные семена для посева кукурузы ряд передовых колхозов и совхозов других районов нашей страны.

В целях повышения урожайности кукурузы задача теперь заключается в том, чтобы все колхозы и совхозы во всех районах нашей страны в ближайшие дза-три года перешли на посев кукурузы только гибридными семенами. Таково указание январского Пленума ЦК КПСС, которое должно быть выполнено возможно быстрее.

Кукуруза является перекрестноопыляющимся растением, у нее женские цветки оплодотворяются, как правило, пыльцой, выделяемой метелками других растений.

Этому способствует не только раздельнополость цветков, но и разновременность цветения мужских и женских цветков. Пыльца созревает и высыпается из пыльников мужских цветков метелки на несколько дней раньше, чем выходят наружу нити початка на том же растении.

Если на нити початка попадет и прорастет пыльца, выделенная метелками растений того же самого сорта, то на початке образуются обычные сортовые семена. Если же женские цветки будут оплодотворены пыльцой с растений другого сорта, то зерна на початке будут гибридными. Следовательно, чтобы получить гибридные семена кукурузы, необходимо скрестить (гибридизировать) растения разных сортов или разных самоопыленных линий этой культуры.

Иногда гибридные зерна очень легко отличить от негибридных. Так, например, очень часто на початке белозерного сорта при посеве его поблизости от желтозерного сорта среди белых зерен попадаются отдельные светло-желтые зерна (такие зерна обычно называют "ксенийными"). Образуются они потому, что на некоторые нити этого початка попала пыльца с растений желтозерного сорта, которая и оплодотворила отдельные женские цветки початка. Эти желтые зерна на початке белозерного сорта являются гибридными. Если же все без исключения цветки початка будут оплодотворены пыльцой другого сорта, то и все зерна на початке будут гибридными.

Сорт, на растениях которого все женские цветки опыляются пыльцой другого сорта, называется "материнским сортом", или "материнской формой", а сорт, пыльцой которого опыляются женские цветки на растениях материнского сорта, называется "отцовской формой", или "отцовским сортом", оба же эти гибридизируемые сорта называются "родительскими сортами", или "родительскими формами" гибрида.

Чтобы получить высокоурожайные гибридные семена, надо знать, какие сорта следует гибридизировать. Подбором наиболее подходящих пар сортов, дающих при гибридизации высокоурожайные гибридные семена, занимаются селекционеры на селекционных и опытных сельскохозяйственных станциях.

Гибридные семена, полученные от скрещивания различных пар сортов, иопытываются на государственных сортоиспытательных участках. Наиболее (урожайные гибриды районируются, то есть рекомендуются для широкого применения в производственных посевах. Районированный гибрид дает урожай в данной зоне выше всех других сортов и гибридов.

В первое время, работая по созданию гибридов кукурузы, селекционеры ограничивались тем, что выясняли, какие из существующих сортов надо скрещивать друг с другом, чтобы получить наиболее урожайные гибридные семена. Таким путем были выведены многие гибриды, получившие большое распространение. К числу их следует отнести районированные межсортовые гибриды - Первенец, Донской и другие.

В последние годы селекционеры не ограничиваются уже подбором лучших пар из существующих сортов, а создают новые формы кукурузы, которые при гибридизации дают еще более урожайные семена.

Новые сорта кукурузы, применяемые для гибридизации, создаются главным образом путем так называемого принудительного самоопыления.

Кукуруза, как уже указывалось, является перекрестноопыляющимся растением. В нормальных условиях развития растений женские цветки на початках оплодотворяются, как правило, пыльцой других растений. Чтобы провести самоопыление, на нити початка искусственно наносят пыльцу с того же самого растения, изолируя початок от попадания на него пыльцы с других растений. Самоопыление повторяют обычно в течение 3-4 лет. Выведенную таким образом новую форму кукурузы называют самоопыленной линией. Самоопыленные линии отличаются обычно большей выравненностью, чем обычные сорта, а некоторые из них обладают кроме того, и другими важными положительными признаками (устойчивость к полеганию, устойчивость к болезням и вредителям и т. п.), которые они передают при скрещивании гибридным растениям.

Самоопыленные линии отличаются обычно низкой урожайностью и поэтому непосредственно для производственных посевов их не применяют, но широко используют при выращивании гибридных семян. Дело в том, что будучи сами малоурожайными, некоторые хорошо подобранные пары самоопыленных линий при гибридизации их друг с другом или с обычным сортом дают гибридные семена значительно более урожайные, чем семена, получаемые при гибридизации между собой двух обычных сортов.

Высокая урожайность гибридных семян объясняется их повышенной жизненностью в результате сочетания разнокачественных половых клеток скрещиваемых родительских форм. Известно, что при гибридизации обычных сортов более урожайными всегда бывают гибридные семена в том случае, когда родительские сорта относятся к различным агроботаническим группам, то есть когда один из скрещиваемых сортов является зубовидным, а другой кремнистым или крахмалистым. Гибридизация сортов, относящихся к одной и той же агроботанической группе, то есть двух зубовидных или двух кремнистых сортов, всегда бывает малоэффективной. Это положение хорошо объясняет и пониженную урожайность самоопыленных линий, в течение ряда поколений размножаемых "в себе". В связи с этим становится понятной и очень сильная вспышка урожайности, наблюдаемая при скрещивании между собой некоторых самоопыленных линий. Это сильное повышение урожайности объясняется наличием у данной пары "самоопыленных" линий еще более резко выраженного различия наследственных особенностей, потому что длительное время эти линии возделыва-лись без переопыления с другими растениями. Дело в том, что у обычных сортов, в результате постоянно происходящего перекрестного опыления растений не может быть такого же резкого различия наследственных признаков, как у самоопыленных линий, размножаемых в условиях строгой изоляции от попадания на их цветки чужой пыльцы. Поэтому при скрещивании обычных сортов гибридные семена редко превышают по урожайности родительские сорта более чем на 10-15 процентов. В то же время гибридные семена, получаемые при скрещивании наиболее правильно подобранной пары самоопыленных линий, часто превышают по урожайности родительские линии в несколько раз. При скрещивании некоторых самоопыленных линий получаются гибридные семена значительно более урожайные, чем даже гибридные семена, получаемые при скрещивании обычных сортов. Вот почему в последние годы широко применяются для посевов гибридные семена, получаемые при скрещивании самоопыленных линий между собой или с обычным сортом.

В результате скрещивания семян двух обычных сортов получается гибрид, который называется "межсортовым". При скрещивании обычного сорта с самоопыленной линией получают "сортолинейяый" гибрид. Если же при выращивании гибрида скрещивают только самоопыленные линии, гибрид называют "межлинейным".

Огромное количество примеров, которыми располагают колхозы и совхозы, свидетельствует об очень высокой урожайности гибридных семян, особенно межлинейных гибридов. В большинстве случаев межсортовые гибриды дают урожаи выше обычных сортов на 10-15 процентов, сортолинейные примерно на 20 процентов, а лучшие межлинейные гибриды - на 30-35 процентов.

Очень высокая урожайность лучших межлинейных гибридов, внедрение которых в массовые посевы увеличивает сбор кукурузы на 30 процентов и более, выдвигает их на первое место среди всех других гибридов. Межлинейные гибриды бывают двух типов: простые межлинейные гибриды и двойные межлинейные гибриды.

Простыми межлинейными гибридами называются гибриды, которые получены при гибридизации двух самоопыленных линий; двойными же межлинейными гибридами называются гибриды, полученные в результате гибридизации двух простых гибридов. Следовательно, в создании двойного межлинейного гибрида участвуют 4 самоопыленные линии. Поэтому выращивание семян двойных межлинейных гибридов организационно несколько сложнее, чем выращивание семян простых межлинейных гибридов. По урожайности простые и двойные межлинейные гибриды отличаются мало. И все же для производственных посевов применяют непростые, а двойные межлинейные гибриды.

Дело в том, что большинство очень ценных самоопыленных линий, которые при скрещивании дают высокоурожайные гибридные семена, сами по себе являются малоурожайными. Поэтому выращивание семян простого межлинейного гибрида обошлось бы колхозу очень дорого, так как пришлось бы устраивать гибридизационный участок очень большого размера.

Другое дело, если выращивать семена двойного гибрида. Благодаря высокой урожайности простых гибридов, являющихся родительскими формами двойного гибрида, колхоз может иметь сравнительно небольшой гибридизационный участок. Следовательно, на выращивание каждого центнера семян двойного гибрида колхоз затрачивает значительно меньше трудодней, чем на выращивание семян простого гибрида. Поэтому для производственных посевов и применяются не простые, а двойные межлинейные гибриды.

Гибридные семена дают высокие урожаи только в первом поколении, то есть на следующий год после скрещивания родительских форм. При повторном же пересеве (во втором и последующих поколениях) урожайность семян понижается. Следовательно, гибридными семенами являются только семена первого поколения, выращенные путем гибридизации специально подобранной пары сортов или самоопыленных линий.

Снижение урожая гибридных семян во втором или последующих поколениях не является чем-то неожиданным. Понижение урожая в последующих поколениях является неизбежным потому, что растения, выросшие из гибридных семян, имеют половые клетки, качественно уже значительно более близкие между собой, чем половые клетки родительских форм, от скрещивания которых получаются гибридные семена первого поколения.

Первое поколение - это ежегодно обновляемый организм. Повышение урожайности у гибрида в первом поколении определяется качественным различием скрещиваемых форм.

Великий преобразователь природы И. В. Мичурин неоднократно указывал на преимущество сеянцев гибридов первой генерации (первого поколения) у плодовых деревьев.

Следовательно, Природа первого поколения гибридов совершенно отлична от природы второго и последующих поколений. Ясно отсюда, что и урожайность их не может быть одинаковой. Поэтому и самое название "гибридные семена" следует относить только к семенам первого поколения.

Семеноводство гибридной кукурузы состоит из двух основных разделов: семеноводство родительских форм и выращивание гибридных семян.

Семеноводство родительских форм (размножение исходных сортов и самоопыленных линий) сосредоточено в селекционно-опытных учреждениях, в элитно-семеноводческих хозяйствах и в районных семеноводческих хозяйствах. Выращивание же гибридных семян для производственных (товарных) посевов осуществляют колхозы и совхозы на своих семенных участках, которые называются гибридизационными участками гибридизации.

Семеноводство межсортовых й сортолинейных гибридов очень просто. Родительские формы этих гибридов размножаются обычным пересевом и затем передаются колхозам и совхозам для высева их на гибридизацион-ных участках. Несколько сложнее семеноводство двойных межлинейных гибридов. Селекционно-опытное учреждение часто с привлечением элитно-семеноводческих хозяйств размножает вое 4 самоопыленные линии в условиях строгой изоляции. Затем эти линии попарно скрещивают для получения семян простых межлинейных гибридов, которые являются родительскими формами районированного двойного межлинейного гибрида. Выращенные семена простых гибридов не сразу используют на гибридизационных участках, а предварительно размножают их в райсемхозах простым пересевом, как обычные сорта. Дело в том, что простые межлинейные гибриды, как и всякие другие гибриды, во втором поколении снижают урожай. Однако они сохраняют способность в последующих поколениях давать при скрещивании между собой столь же высокоурожайные семена двойных гибридов. Поэтому для выращивания семян двойного гибрида обычно применяют семена второго или третьего поколений простых гибридов.

Выращивание гибридных семян в колхозах и совхозах сосредоточивается в постоянных полеводческих бригадах под руководством агронома. Гибридизационные участки закрепляются за звеньями, члены которых должны быть специально подготовлены к работе по выращиванию гибридных семян. Размер гибридизационного участка должен быть таким, чтобы выращенные на нем гибридные семена обеспечивали засев всей площади, отводимой в хозяйстве на следующий год под производственные (товарные) посевы кукурузы, а также создание необходимого страхового фонда семян. При определении размера гибридизационного участка необходимо учитывать, что растения материнской формы, на початках которых будут получены гибридные семена, занимают только половину гибридизационного участка.

В увлажненных районах размер гибридизационного участка должен занимать 3-4 процента от всей площади посева кукурузы в хозяйстве, планируемой на следующий год. В засушливых же районах в связи с менее высокой урожайностью кукурузы площадь гибридизационного участка должна быть не менее 5 процентов от планируемой площади посева кукурузы в следующем году. Гибридизационный участок, на котором выращивают гибридные семена, должен быть удален от других посевов кукурузы не меньше чем на 200 метров. Такая пространственная изоляция необходима, чтобы избежать занесения ветром пыльцы на гибридизационный участок.

Рис. 1. Посев кукурузы квадратно-гнездовым способом на участке гибридизации

Семена материнской и отцовской форм кукурузы высевают на гнбридизацнонном участке чередующимися рядками. Для этого при квадратно-гнездовом посеве семена отцовской и материнской формы засыпают раздельно в различные семенные коробки сеялки.

При посеве два рядка материнской формы должны чередоваться с одним-двумя рядками отцовской формы. Если хотят чередовать два рядка.материнской формы с двумя рядками отцовской формы, то в крайнюю левую семенную коробку, а также в четвертую и пятую (считая слева), засыпают семена отцовской формы, а во вторую, третью и шестую - семена материнской формы. Тогда при четырех проходах сеялки рядки родительских форм разместятся следующим образом:

ОММООММООММООММООММООММО

М - рядок материнской формы, О - рядок отцовской формы.

Заведующий лабораторией селекции кукурузы Украинского института зернового хозяйства лауреат Сталинской премии доктор сельскохозяйственных наук Б. П. Соколов рекомендует два рядка материнской формы чередовать при посеве с одним рядком отцовской формы. Он советует также при прорывке всходов в гнездах материнской формы оставлять по одному растению, а в гнездах отцовской формы - по два растения. При этом рядки материнской формы будут занимать две трети площади гибридизационного участка, а рядки отцовской формы - только одну треть. Соотношение растений родительских форм (1:1) сохранится, а урожай гибридных семян с единицы площади гибридизационного участка увеличится.

Такой способ посева на гибридизационном участке наиболее целесообразен в засушливых районах, где уменьшение числа растений в гнезде в значительной мере компенсируется увеличением веса початков и числа их на одном растении. Опыт США говорит о том, что одного рядка отцовской формы вполне хватает даже на 3 рядка материнской формы.

При посеве в семена отцовской формы немного добавляют семян подсолнечника, чтобы в дальнейшем легко было различать рядки материнской формы от рядков отцовской формы.

Сорта, линии или простые межлинейные гибриды, которые скрещивают друг с другом для выращивания гибридных семян, называют родительскими формами данного гибрида. Гибридизацию обычно принято для краткости изображать знаком умножения - X, помещаемым между названиями родительских форм. Например, гибрид Донской может быть изображен так: Белая зубовидная Харьковская X Воронежская 76; гибрид Успех - Днепропетровская X линия Грушевская 380 и т. д. При этом всегда сперва ставится название материнской формы, а после знака умножения - название отцовской формы.

Менять местами родительские формы, то есть использовать в качестве материнской формы отцовскую, а вместо отцовской материнскую не следует, так как в большинстве случаев это приводит к отрицательным результатам, к уменьшению сбора гибридных семян из-за меньшей урожайности большинства отцовских форм и т. д.

За кукурузой, высеянной на гибридизационном участке, проводится уход, принятый для посевов на семенных участках. Одновременно с прорывкой всходов кукурузы удаляют лишние растения подсолнечника, оставляя их в рядках отцовской формы примерно на расстоянии 10-15 метров одно от другого. Этого вполне достаточно, чтобы не спутать во время цветения отцовские рядки с материнскими.

Самым ответственным периодом в работе на гибридизационном участке является период появления метелок у растений на материнских рядках. Именно в этот период производится гибридизация родительских форм. Чтобы не пропустить появление метелок, необходимо за 1-2 недели до момента выметывания их установить ежедневное наблюдение за развитием растений материнской формы.

В самом начале появления метелок на растениях материнской формы их немедленно обрывают, ни в коем случае не допуская до цветения (выделения пыльцы). Лучше всего обрывать метелки, когда только покажутся их верхушки из раструба верхнего листа и их можно захватить рукой. Делается это так. Проходя по междурядью, разделяющему материнские рядки, работающий внимательно просматривает все растения обоих рядков. Обнаружив на каком-либо растении метелку, он захватывает ее рукой и резким движением вверх отрывает метелку от растения. Отрывают обязательно вместе с частью ножки, чтобы на растении не остались случайно нижние веточки метелки. В это время нож,ка метелки бывает еще очень нежной и легко отрывается от стебля.

В отдельных случаях, особенно в засушливых условиях, часть метелок начинает выделять пыльцу еще до выхода из раструба верхнего листа. В этом случае метелку следует удалить вместе с верхним листом, чтобы не допустить рассеивания пыльцы на гибридизационном участке с растений материнской формы.

Учитывая, что метелки появляются не у всех растений одновременно и период выметывания растягивается на 7-12 дней, а иногда и больше, необходимо ежедневно обходить все материнские рядки и тщательно обрывать только что появившиеся метелки. Эту работу следует продолжать до тех пор, пока метелки не будут оборваны у всех без исключения растений этих рядков. Только при этом условии все початки на растениях материнских рядков будут опылены пыльцой отцовской формы и дадут гибридные семена.

Одновременно с обрыванием метелок у растений материнских рядков удаляются и пасынки, чтобы на них не появились метелки. Растения же отцовских рядков пасынковать ни в коем случае не следует, так как они дают дополнительное количество пыльцы.

На гибридизационном участке агроном-апробатор проводит полевое обследование для проверки своевременности и качества работы по обрыванию метелок на растениях материнской формы.

Следует помнить, что даже небольшое запоздание с обрыванием метелок на растениях материнских рядков или оставление необорванными хотя бы небольшого числа метелок, неизбежно приведет к тому, что многие зерна окажутся негибридными. Если к тому же обеих родительских форм зерна имеют одинаковую окраску и по внешнему виду невозможно отделить гибридные зерна от негибридных, то на следующий год придется сеять этой смесью семян. В результате урожай окажется менее высоким, чем при посеве только одними гибридными семенами.

При созревании кукурузы на гибридизационном участке в первую очередь убирают урожаи с материнских рядков, то есть початки с гибридными семенами. При этом все початки, упавшие на землю до уборки урожая, как сомнительные, к числу гибридных не относят. Чтобы избежать смешения, початки с отцовских рядков убирают только после того, когда с поля вывезены початки с материнских рядков.

Если на гибридизационном участке 2 рядка материнской формы чередуются с 2 рядками отцовской формы, уборку урожая можно проводить кукурузоуборочным комбайном. При этом комбайн убирает поочередно 2 рядка отцовской и отдельно 2 рядка материнской формы. Надо очень внимательно следить за тем, чтобы початки с отцовских и материнских рядков ни в коем случае не были при уборке смешаны. Убранные с поля семенные (гибридные) початки с материнских рядков немедленно свозят в хорошо вентилируемые помещения или под навесы. Оставлять початки в кучах на ночь в поле нельзя, так как они могут попасть под дождь, что сильно снизит посевные качества семян и приведет к заболеваниям початков. Переборку семенных початков проводят немедленно после уборки. При переборке гибридных початков удаляется все, что может затруднить хранение семян или привести к их порче. В то же время принимают меры к тому, чтобы сохранить для посевных целей все здоровые гибридные семена.

После переборки необходимо просушить початки до влажности 14-15 процентов. Сушка должна быть закончена до наступления морозов, которые сильно понижают всхожесть недостаточно просушенной кукурузы.

Очищенные и просушенные гибридные семена хранятся до посева в початках в хорошо вентилируемых сухих помещениях обязательно отдельно от других сортов кукурузы.

Початки с отцовских рядков используют обычно в хозяйстве на кормовые цели.

Опыт многих колхозов показал, что затрата труда на выращивание одного центнера гибридных семян не превышает одного трудодня. В то же время одним центнером гибридных семян можно засеять 5 гектаров и, следовательно, получить с этой площади дополнительно 30- 50 центнеров зерна кукурузы. Выходит, что один трудодень, затраченный на выращивание гибридных семян, оплачивается дополнительными десятками центнеров зерна.

Всем колхозам и совхозам необходимо быстрее переходить на посев кукурузы только высокоурожайными гибридными семенами. Это выгодно каждому хозяйству, так как резко увеличивает сбор зерна этой ценной культуры. Колхозы и совхозы южных районов должны организовать выращивание гибридных семян не только для своих потребностей, но и для новых районов.