Агропромышленная газета юга России - Видео Ютуб
Изменения в климате, которые в последние годы становятся все заметнее, оказывают серьезное влияние на сельскохозяйственное производство в России и в мире в целом. Одни страны и регионы страдают от аномальной засухи, другие - от слишком снежных зим, которые приводят к весенним паводкам и, как результат, к подтоплению, а в отдельных случаях - и к затоплению сельхозугодий.
2024 год в очередной раз продемонстрировал уязвимость сельскохозяйственного производства для климатических изменений. С января по октябрь 2024 года количество чрезвычайных ситуаций, в результате которых был нанесен ущерб сельскохозяйственным посевам, достигло 29 в 26 регионах страны. Это в 1,6 раза больше, чем за весь 2023 год. Такие данные привел Интерфаксу президент Национального союза агростраховщиков (НСА) Корней Биждов. В результате урожайность кукурузы на зерно в 2024 году составила 53,7 ц/га, что на 18,8 центнера ниже, чем в 2023-м.
Не стал исключением и 2025 год: в ряде регионов, где традиционно возделывают кукурузу, наблюдались продолжительные периоды засухи. Особенно сложная ситуация сложилась в южных и центральных областях России. Из-за дефицита осадков и повышенных температур почва быстро теряла влагу, что приводило к стрессу у растений. В некоторых субъектах РФ, включая Ставропольский край и Ростовскую область, был введён режим чрезвычайной ситуации по причине засухи, что серьёзно осложнило проведение полевых работ и выполнение планов по сбору урожая.
Современная агрометеорологическая наука еще не в состоянии делать точные прогнозы погоды на весь вегетационный период. Поэтому российским аграриям приходится искать пути снижения негативного влияния, которое оказывает меняющийся климат. Самым большим риском для сельхозтоваропроизводителей, занимающихся выращиванием кукурузы, является засуха, актуальная в большинстве регионов кукурузного пояса России. Для снижения негативного влияния дефицита влаги аграрная наука рекомендует правильно подбирать культуру-предшественник, применять влагозащитные технологии обработки почвы, корректировать норму высева семян, обеспечивать сбалансированное минеральное питание, подбирать устойчивые к засухе сорта и гибриды.
Ученые установили, что основными генетическими механизмами, позволяющими растениям кукурузы бороться с дефицитом влаги, являются:
- регулирование листом газо- и водообмена;
- функционирование корневой системы;
- тип листового аппарата;
- белки теплового шока.
Разберем эти механизмы более детально.
Регулирование листом газо- и водообмена. Транспирация - процесс испарения воды с поверхности растений - наиболее активно происходит через устьица. Но испарение воды не единственная функция устьиц. Также через них осуществляется газообмен. Важная роль, которую устьица играют в балансе между потерей воды при транспирации и фотосинтезом, обусловлена их исключительной чувствительностью как к условиям среды, так и к внутренним физиологическим факторам. Молекулы воды (H₂O) и углекислого газа (CO₂) используют для диффузии один и тот же путь, и проблема состоит в том, что при входе в устьице воздух смешивается с парами воды, испаряющимися из листа. Поэтому растение, получая углекислый газ, теряет некоторое количество воды.
В конце XX века ученые доказали, что устьица закрываются в ответ на иссушение почвы. Это происходит благодаря действию абсцизовой кислоты (АБК) - фитогормона, который синтезируется растениями в ответ на стресс-факторы, в том числе засуху. Таким образом, перегрев почвы оказывает заметный эффект на водный режим растений, быстро и значительно повышая интенсивность транспирации. В результате у растений возникает водный дефицит. Сочетание засухи, жары и высокой инсоляции оказывает максимальное отрицательное влияние на посевы, нарушая не только фотосинтез, дыхание и водный режим, но и поглощение элементов питания.
Современная селекционная наука научилась использовать температурные зависимости устьичной проводимости и интенсивности фотосинтеза. В результате ученым удалось получить гибриды кукурузы, у которых полное закрытие устьиц происходит при более высоких температурах. Это позволило селекционерам создавать гибриды кукурузы, более устойчивые к дефициту влаги и повышенным температурам.
Функционирование корневой системы. Мощная, разветвленная, глубоко проникающая корневая система с большим количеством корневых волосков необходима для достижения максимальной эффективности использования воды. Это особенно актуально в случае засухи, когда доступность почвенной влаги снижается.
Горизонтальное и вертикальное распределение корней по профилю почвы определяется уровнем влагообеспеченности и генотипом гибрида кукурузы. Если верхний слой почвы постоянно сухой, то корни образуются в более глубоких слоях, где больше доступной влаги. А гибриды кукурузы с зубовидным типом зерна формируют более мощную и разветвленную корневую систему по сравнению с гибридами других ботанических подвидов, что позволяет им быть более стрессоустойчивыми при длительном отсутствии осадков.
Также немаловажную роль в засухоустойчивости гибридов кукурузы играют воздушные корни, способные усваивать влагу от малопродуктивных дождей, накапливая её во влагалище листа. В дальнейшем эта влага стекает вниз по стеблю.
Тип листового аппарата. Экспериментально доказано, что оптимальным является соотношение площади листьев 3 – 5 м² на 1 м² почвы. Однако в засушливых условиях важна не только площадь листьев на одном растении, но и тип листового аппарата.
Существует 3 типа листового аппарата: эректоидный (гелиотропный), обычный (раскидистый) и промежуточный (полуэректоидный). Гибриды с эректоидным типом листового аппарата имеют вертикальное расположение листьев и способны выдерживать загущение, так как доступ к солнечному свету получает максимальное количество листовой поверхности. Однако при остром дефиците влаги загущенные посевы будут страдать от водного стресса в первую очередь. Кроме того, посевы гибридов с эректоидным типом листового аппарата более подвержены продуванию воздухом, что влечет повышенное испарение влаги, усугубляя водный стресс.
Гибриды с обычным типом листового аппарата имеют горизонтальное расположение листьев. Они не пригодны для загущения и в целом менее продуктивны, потому что нижние листья практически весь световой период находятся в затенении, и фотосинтез в них проходит менее интенсивно, чем в верхних.
Гибриды с полуэректоидным типом листового аппарата имеют горизонтальное расположение листьев в нижних ярусах, а в верхних ярусах угол наклона листовых пластинок по отношению к горизонтали последовательно увеличивается. Такой тип листового аппарата оптимален для зон с недостаточным увлажнением. Во-первых, он обеспечивает слабую продуваемость посевов и, как следствие, сохранение доступной для растений кукурузы влаги. А во-вторых, способствует формированию микроклимата в зоне початка, что при высоких температурах снижает риски стерилизации пыльцы.
Белки теплового шока (БТШ). Синтез БТШ как ответная реакция живых организмов был открыт в конце XX века. Они есть у всех живых организмов, включая высшие и низшие растения. Синтез БТШ — это реакция организма на увеличение температуры окружающей среды на 10 – 12 °C выше значений, оптимальных для роста и развития растений. Основная роль БТШ заключается в повышении термоустойчивости растений в период засухи, сопровождающейся повышенными температурами воздуха. Другими словами, БТШ помогают растениям выжить в условиях температурного и водного стрессов и вернуться после их прекращения к нормальному росту и развитию. Этот вид белков является селекционным свойством и учитывается селекционерами для выведения засухоустойчивых гибридов кукурузы.
В селекционных программах компании «Bayer» селекционеры учитывают все вышеперечисленные механизмы, создавая гибриды кукурузы, предназначенные для зон неустойчивого увлажнения. Получить гибрид, который будет иметь все указанные свойства и признаки, - задача непростая. Но в случае успеха такой гибрид становится очень популярным у аграриев.
В линейке гибридов кукурузы DEKALB®, представленной на российском рынке, есть несколько подобных гибридов. К ним относятся ДКС4014® и ДКС4178®.
ДКС4014® - один из самых засухоустойчивых гибридов в сегменте. Он формирует стабильный урожай даже в экстремально засушливых условиях и обладает толерантностью к высоким температурам в период цветения. Этот гибрид на протяжении многих лет заслуженно пользуется популярностью у аграриев. Они высевают его в самых экстремальных условиях, и ДКС4014® из года в год не подводит.
ДКС4178® имеет повышенную засухо-устойчивость и толерантен к повышенным температурам в период налива. Гибрид обеспечивает высокую урожайность в благоприятных условиях, а в случае дефицита влаги, обладая признаками и свойствами, описанным выше, формирует достойный урожай.
Таким образом, подбор правильного гибрида для зон неустойчивого увлажнения - это важный элемент комплексного подхода, направленного на минимизацию рисков, связанных со снижением урожайности или гибелью урожая в засушливых условиях.
Кукуруза, несмотря на свою устойчивость к засушливым условиям, не является кактусом: ей необходима вода для нормального роста и развития. При полном отсутствии влаги растение не способно завершить свой жизненный цикл и погибает. Поэтому даже засухоустойчивые гибриды нуждаются в минимальном количестве осадков или орошении для сохранения продуктивности.
А. ХИЖНЯКОВ, менеджер по продукту компании «Bayer»
