per

В течение прошедших 70 лет у гибридов кукурузы развивались в равной степени как урожайность, так и эффективность усвоения азота, в первую очередь из-за сохранения функции листьев в период налива зерна. Исследования американского университета Пердью предлагают стратегию селекционерам кукурузы, работающим в направлении улучшения показателя урожайности и эффективности усвоения азота. Десятилетия совершенствования генетики кукурузы привели к четырехкратному росту урожайности с тридцатых годов, с момента широкого использования гибридов. Но подобные урожаи также требовали увеличения внесения азота, а смыв чрезмерного азота может нанести вред качеству воды и воздуха, равно как и дикой природе.

Тони Вин, руководитель направления защиты растений компании «Кортева Агрисаенсис» и профессор агрономии в Университете Пердью, захотел узнать, как исторически растения кукурузы использовали азот, особенно в своем репродуктивном развитии, чтобы селекционеры принимали осознанные решения при создании новых гибридов. Он и его бывший студент-аспирант Сара Мюллер вырастили 7 коммерчески важных гибридов компании «Пионер», каждый из которых производился в период с 1946-го по 2015 год. Их посадили рядом с вариацией внесения азота и провели анализ использования и распределения азота тканями растений на нескольких стадиях развития до момента созревания.

«В гибридах кукурузы наблюдался прогрессивный рост эффективности усвоения азота. Данный признак изменялся по мере роста урожайности, и стало ясно, что современные гибриды способны захватывать все больше и больше вносимого азотного удобрения», –
заявляет Вин, чьи выводы были опубликованы в журнале «Научные исследования» (Scientific Reports).

За 70 последних лет совершенствование генетики привело к росту урожайности на 89% и к росту усвоения азота на 73%, начиная от ранних гибридов до современных, - таков вывод исследования.

«Во внесении азотного удобрения под кукурузу в США наблюдается плато начиная с 80-х годов, - говорит Вин. - Но мы получаем все больше от вносимых удобрений, поэтому меньше потерь, и усвоение азота растением направлено на лучшее созревание зерна. В нашем случае мы зафиксировали рост показателя от 42 фунтов зерна на один фунт усвоенного растением азота до образования 65 фунтов зерна.

Это означает, что мы не пожертвовали без необходимости экологией для достижения намного большего урожая сейчас, чем получали 50 или 70 лет назад».

Команда Вина обнаружила, что зерно более современных гибридов кукурузы усваивает большую часть азота от стеблей растения. «Это ключ, - говорит он, - потому что важно удерживать как можно больше азота в листьях, чтобы растения могли иметь соответствующую ассимиляцию, в соответствии с большим числом и размером зерен. Это фундаментально в достижении более высокого урожая.

Зерно вытягивает азот из всего растения. Стебли почти никак не вовлечены в фотосинтез, но удержание большей концентрации азота в листьях в течение большего периода развития обеспечивает дольший фотосинтез и рост урожая», – говорит Вин.

Также он считает, что сделанные выводы дают возможность селекционерам идти в направлении улучшения урожая и более эффективного использования азота, концентрируя усилия на сроках и направлении движения азота через стебли в зерно.

Б. ВАЛХАЙМЕР,
Университет Пердью
Фото предоставлено Университетом Пердью