§ 5. Биологические особенности

Отношение к теплу. Культура сорго обладает большой пластичностью, благодаря чему легко приспосабливается к почвенно-климатическим условиям выращивания. Именно поэтому она имеет широкий ареал распространения - от тропических, пустынных и полупустынных климатических зон до умеренных и влажных широт. По происхождению и своей природе сорго - растение теплолюбивое, и хотя семена его начинают прорастать при +10°, оптимальная температура для прорастания семян, роста и развития находится в пределах +20-30°. Сорго чувствительно к пониженным температурам и заморозкам особенно в фазу цветения, когда уже при температуре -1° растения погибают, для всходов же критической является температура - 2-3°.

Сорго относится к поздним яровым культурам. Оптимальные сроки посева соответствуют среднесуточной температуре почвы на глубине 10 см 14-16°, что в условиях юга Украины и Северного Кавказа соответствует обычно первой половине мая. Посев сорго в непрогретую почву приводит к тому, что семена плесневеют, долго не прорастают, всходы бывают изреженными, зарастают сорняками. Это значительно снижает урожай.

В среднем для полного созревания сорго оптимальная группа положительных температур за вегетационный период составляет от 3000 до 3500° в зависимости от сорта и условий выращивания.

Отношение к влаге. Сорго устойчивее к воздушным и почвенным засухам и высоким температурам, чем другие культурные растения. Как тропическое растение, оно в процессе эволюции выработало большую приспособленность к недостатку влаги и экономному ее расходованию.

Количество воды для набухания семян сорго составляет лишь 35% от общего веса семян, в то время как для кукурузы - 40%, чумизы - 42, магара - 58, пшеницы - 60%. Установлено также, что на образование единицы сухого вещества сорго расходует 300 частей воды, суданская трава - 340, кукуруза - 338, пшеница - 515, ячмень - 534, овес - 600, горох - 730, люцерна - 830, подсолнечник - 895, клещевина - 1200 (П. М. Шорин, 1976). Не случайно поэтому сорго называют "верблюдом растительного мира".

Исследования анатомического строения, биологических и физиологических особенностей сорго показали его высокую ксерофитность, которая обусловлена не только мощностью и избирательной способностью корневой системы, но и особенностями листовой поверхности, устьичного аппарата, плотного эпидермиса и наличием белого воскового налета.

Характерной особенностью сорго является способность приостанавливать свой рост в период особо неблагоприятных условий для роста и развития и оставаться в анабиотическом состоянии до тех пор, пока не наступят благоприятные условия.

Несмотря на высокую засухоустойчивость, сорго сильно реагирует на орошение и дает большую прибавку урожая.

Отношение к почвам. Сорго довольно неприхотливая культура и может произрастать на плодородных суглинках, легких песчаных и хорошо аэрируемых глинистых, чистых от сорняков почвах. Кроме того, обладая мощной корневой системой, оно может давать удовлетворительные и хорошие урожаи в течение ряда лет на обедненной и истощенной для других злаков почве. Сорго не переносит только холодных, заболоченных почв и плохо растет на кислых. Неприхотливость к почвам позволяет использовать его в качестве первой культуры при освоении эродированных склонов.

Большое достоинство сорго - способность произрастать на засоленных и солонцеватых почвах. Эта культура является ценным растением, выдерживающим повышенную концентрацию солей в почве. Например, в условиях Дагестана сорго является культурой - освоителем засоленных земель. Оно выносит из почвы от 31 до 75 т/га солей в зависимости от сортов, в том числе вредных, таких, как хлориды и сульфаты (К. К. Мамедбеков, 1980).

Проведенными на Генической опытной станции исследованиями на солеустойчивость различных сортов зернового и сахарного сорго лабораторным, вегетационным и полевым методами установлено, что у солеустойчивых форм оказались более высокими всхожесть, сила роста, а также вес сырого и абсолютно сухого вещества в сравнении с сортами слабо солеустойчивыми (Н. А. Шепель, 1976).

Сорго, будучи нетребовательно к почвам, положительно отзывается на улучшение условий минерального питания, особенно на бедных почвах, при внесении из расчета N₆₀ P₈₀ К₃₀.

Отношение к отрастанию. Ценной биологической особенностью сорго и сорго-суданковых гибридов как кормовых культур является способность их после скашивания быстро отрастать и вегетировать вплоть до поздней осени, тогда как основная кормовая культура - кукуруза - дает только один укос. Хорошо усваивая осадки на протяжении всего теплого периода, сорго при использовании на зеленый корм и своевременном скашивании может давать два-три укоса, обеспечивая высокие сборы растительной массы. Оптимальным для скашивания первого укоса, с наивысшим урожаем, насыщенными веществами, в том числе протеином и каротином, считается срок за 10-12 дней до выметывания. В более поздние сроки уборки зеленая масса становится грубой и плохо перевариваемой.

Биология цветения. Работа по селекции сорго невозможна без знания особенностей биологии цветения. Сорго является растением преимущественно с перекрестным опылением, осуществляемым с помощью ветра. Поэтому цветение у сорго проходит открыто. При этом цветковые чешуи раскрываются, тычинки и перистые рыльца пестика выходят из них одновременно. Раскрываются цветки главным образом в ранние утренние часы. Растения сорго выделяют очень большое количество пыльцы, на отдельных метелках может развиваться до 100 млн. пыльцевых зерен. Установлено, что сорго переопыляется между растениями в основном в пределах своего сорта по принципу избирательности в оплодотворении. Возможно опыление и в пределах одного растения, т. е. самоопыление цветков, но в большинстве случаев это происходит вынужденно, особенно при компактной метелке, искусственной изоляции, при очень влажной или жаркой погоде. Это имеет большое практическое значение в сильно засушливых районах страны, где в жаркую и сухую погоду пыльца погибает в воздухе, и перекрестного опыления цветков в такую пору не происходит.

Исследования интенсивности цветения сортов сорго в течение суток показали, что наибольшей интенсивности этот процесс достигает при температуре 16-18°, в основном в утренние часы, что обусловлено необходимостью в подготовительном периоде, который приходит ночью при пониженной температуре и повышенной относительной влажности воздуха. Установлено также, что однополые мужские цветки играют важную роль в опылении: они совместно с двуполыми цветками, усиливают пыльцеобразование (Б. Г. Демиденко, 1957).

И. И. Хазова (1968) сообщает, что в условиях Ташкента у большинства видов сорго цветение происходит в 6-7 ч утра при 17-20° и относительной влажности воздуха 64-74%. Цветение у всех видов происходило по типу "взрыва" - за 5-10 мин почти одновременно открывалось большое число цветков. Следующий "взрыв" наступал ровно через сутки. Наибольшее число распустившихся цветков приходилось на 3-4 день. Продолжительность цветения метелки 6-10 дней.

Л. К. Иванюкович (1969), изучавшая особенности цветения разных видов сорго в течение 1966-1968 гг. в условиях Кубани, отмечает, что цветение метелок всех видов сорго происходит в ночные и ранние утренние часы суток - (22-9 ч), но под влиянием условий окружающей среды оно может смещаться в сторону дневных часов. Основным фактором, влияющим на длительность цветения, является температура. У образцов всех видов сорго, цветущих в июле-августе, при температурах 19-29° продолжительность цветения одной метелки равна 5-9 дням, а у образцов, цветущих в сентябре при 15-23°, период цветения увеличивается на 7-16 дней. При одинаковых температурных условиях дольше цветут образцы с более крупными соцветиями.

Интенсивность цветения метелки в течение суток является отличительной особенностью видов сорго. Исследования показали, что из 4 изученных видов (кафрское, негритянское, хлебное и сахарное) метелки кафрского сорго начали зацветать с 21-22 ч и максимальное раскрытие колосков наблюдалось между 22 и 6 ч утра. У негритянского сорго цветение начиналось с 12 ч ночи и продолжалось до 7-8 ч утра. Цветение хлебного сорго проходило с 1 ч ночи до 7 ч утра, а сахарного с 1-2 ч ночи до 8-9 ч утра.

Установлено, что для интенсивного цветения метелок большинства видов сорго оптимальными являются температура воздуха от 20 до 25°С, относительная влажность воздуха 50-80% и слабо ветреная солнечная погода.

Наблюдения показали, что при хранении пыльцы на солнце в течение 2 ч завязывание семян на метелках стерильных линий было единичным, а через 4 ч равнялось нуля. При хранении же пыльцы в тени в течение 2 ч завязывание семян колебалось от 70 до 90%, через 4 ч хранения от 20 - 50%, через 6 ч завязывание семян упало до нуля.

Американские ученые A. Sancher и D. Smeltzer (1965) сообщили, что лучшие результаты были получены при хранении пыльцы при +4°С и относительной влажности воздуха 75%. Жизнеспособность в этом случае сохранялась в течение 94 ч (при опылении такой пыльцой образование семян составляло 7,3%). Жизнеспособная пыльца, хранилась в бумажных пакетах в тени растений сорго в течение 20 ч, причем в этом случае жизнеспособность ее быстро снижалась в течение первых 10 ч после сбора.

W. Ross (1957), изучая в условиях штата Канзас восприимчивость рылец сорго при цитоплазматической мужской стерильности, установил, что хорошее завязывание семян отмечалось в метелках, опыленных через 7 дней после раскрытия большинства цветков, но спустя 3-5 дней после этого срока завязывание семян резко снижалось до нуля. Хотя некоторые цветки в метелках и могут сохранять восприимчивость в течение 15-17 дней, и завязывание семян проходило только в нижней части, но наибольшее число цветков сохранило восприимчивость рылец в течение 9 дней после изолирования их, причем верхние цветки теряли ее через 7 дней после изолирования метелок.

Доминирование признаков. При создании продуктивных и высококачественных гибридов сорго, необходимо учитывать также характер доминирования признаков, так как они в отдельных случаях могут иметь важное значение. Если это не принять во внимание, то можно получить селекционный материал не того качества, какой нужен.

Преобладание действия одного гена из пары аллелей, выражающееся в том, что доминантный аллель подавляет проявление другого, рецессивного аллеля. Доминантность следует рассматривать как результат действия соответствующих локусов в общей системе реакций генотипа. Проявление доминантности или рецессивности может сдвигаться под влиянием внешних условий и генов-модификаторов. При скрещивании сортов, из которых один обладает рецессивным признаком, а второй - доминантным, в первом поколении будет проявляться доминантный признак. Но в ряде случаев селекционер заинтересован в том, чтобы гибриды обладали рецессивным признаком. Тогда этим признаком должны обладать обе скрещиваемые родительские пары.

Основываясь на большом материале по гибридизации сорго, следует отметить некоторые особенности по доминированию признаков этой культуры.

При скрещивании сорго материнский сорт обычно оказывает несколько большее влияние на потомство в передаче признаков. Поэтому материнской формой следует подбирать такой сорт (линию), от которого желательно взять больше хозяйственно-ценных признаков и свойств. Так, если необходимо получить раннеспелый, кустистый и низкорослый гибрид, то за материнскую форму необходимо брать такие сорта, которые имеют эти признаки. При желании получить суданковый гибрид с большим сходством гибридов по кустистости и облиственности за материнскую линию необходимо брать суданковую траву.

Сухостебельность у сорго доминирует при любых скрещиваниях над сочностебельностью в первом поколении. Если необходимо получить сочностебельную форму, то во втором поколении такие формы обнаруживаются в очень малом количестве; двухплодность доминирует над одноплодностью. При скрещивании сортов сорго с пленчатым и голым зерном в первом поколении доминирует пленчатость; короткие пленки доминируют над длинными. Доминирующими признаками являются также опушенность, безостость и антоциановая окраска. Рыхлая метелка преобладает над комовой; черная окраска пленок - над другими; коричневая, красная окраски зерна доминируют над белой и вообще светлой; танин в зерне над зерном без танина.

Сочностебельность растений сорго можно определить по темно-зеленой окраске, а сухостебельность - по белой окраске центральной жилки листа. Комовая метелка и тонкая ее ножка свидетельствуют о большей сахаристости сока стебля, а большая рыхлость метелки и сравнительно утолщенная ее ножка показывают на меньшее содержание сахара в соке стеблей.

Знание проявления отдельных признаков сорго в потомстве облегчает селекционеру проведение целеустремленной гибридизации и отборов при селекции сорго на гетерозис.