При селекции гибридов кукурузы для засушливых условий взаимодействие генотип × густота, генотип × год, генотип × срок сева является надежной оценкой селекционных образцов и указывает направление использования исходного материала, косвенно идентифицирует засухоустойчивые образцы и дополнительно определяет будущие элементы сортовой агротехники. Однако сформированный соответствующим образом градиент агрофонов не всегда дает адекватный отклик генотипа. В частности, известно, что устойчивые к загущению линии имеют характерный габитус растений: эректоидное расположение листьев, крепкий устойчивый стебель, средний по величине кочерыжку, узкий лист и т.д. Растения такого типа характеризуются низкой индивидуальной производительностью, но высокой функциональной организацией агроценоза. Для максимального проявления индивидуальной продуктивности первоочередное значение приобретает величина кочана, количество кочанов из одного растения, масса 1000 зерен, выход зерна из одного кочана. Часто засухоустойчивые генотипы не выдерживают загущения и снижают урожайность зерна, тогда как при нормальной густоте они могут сформировать достаточно высокую урожайность без орошения, в то же время достойно конкурируя с гибридами, которые способны выдерживать значительную плотность посева. Исходя из этого, ученый П. П. Литун предлагает рассматривать производительность как сложный количественный признак в системе модуля производительности признаков, сформированного из двух компонентов — количества зерен на качании и массы 1000 зерен.
Таким образом, в селекции можно ориентироваться на два варианта типа растений кукурузы, устойчивых к засухе. Растения первого типа способны выдерживать стрессовые условия летнего периода вегетации и загущении, второго – в посевах с нормальной густотой растений. Генотипы, устойчивые к загущению, традиционно относят к более современным, прогрессивным формам, так как при благоприятных условиях в посевах с повышенной густотой их урожайность будет иметь более положительный вектор увеличения, чем в агроценозе с оптимальной густотой растений. Генотипы второго типа чаще всего представлены экстенсивными формами, которые лучше проявляют себя в экстремальных условиях, это обычно образцы с медленной влагоотдачей зерна при созревании.
Селекция культуры
Селекция кукурузы имеет многовекторные направления и зависит от условий выращивания гибридов и содержит систему признаков, одним из которых является холодостойкость. Эффективность использования весенней влаги растениями кукурузы в Степи значительно зависит от сроков сева, смещение которых на более ранние (5-10 суток) наблюдается в производстве последние 15 лет. Сев в более ранние сроки предполагает, что гибриды кукурузы способны к противодействию длительным весенним похолоданиям. Повышение спроса на холодостойкие гибриды также связано с расширением площадей посевов кукурузы в зонах Лесостепи и Полесья, которые в 2014 году увеличились соответственно в 5 и 10 раз, сравнивая с 2005 годом и увеличиваются дальше.
Негативное влияние холода на кукурузу чаще всего проявляется в начале ее вегетации, когда низкие температуры почвы приводят к сжиженности посевов, а низкие температуры воздуха — к замедлению и даже прекращению развития растений. Характерные условия наблюдаются в Украине в течение 2020–2021 гг. Похолодание осенью приводит к задержанию вызревания зерна и семян и повышению их влажности, что ухудшает кормовые и посевные качества. Из-за прохладной весны и начала лета в 2021 г. и раннего похолодания осенью, наблюдается задержание вызревания кукурузы, отсрочка уборки, что может вызвать потери урожая, его качества, усилить риски зимней уборки.
Одним из основных методов создания холодостойких гибридов кукурузы является скрещивание раннеспелых кремнистых форм со среднеранними зубовидными, которые являются экологически удаленными между собой и генетически неродственными. С использованием этого метода в семидесятые годы XX века получены раннеспелые и среднеранние холодостойкие гибриды с нейтральной фотопериодической реакцией и среди них — Днепровский 247МВ и Буковинский 3ТВ, широко внедренные в различных почвенно-климатических условиях на миллионах гектаров. В генотипах этих гибридов, в то время, наиболее успешно и полно сочетались три важных признака – высокая урожайность зерна и силосной массы, холодостойкость и раннеспелость.
Исследованиями установлена возможность сочетания раннеспелости с высокой холодостойкостью путем скрещивания между собой кремнистых родительских форм. Синтезированные гибриды лучше выдерживают пониженные температуры почвы и воздуха и характеризуются ускоренным начальным ростом. В Полесье и северной части Лесостепи Украины такие гибриды могут занять ведущее место в производстве зерна и силоса при условии повышения их холодостойкости до уровня кремнистых форм.
В разработке технологии селекции кукурузы на холодостойкость доказана ведущую роль материнской формы в передаче гибридам этого признака, что объясняется цитоплазматическим эффектом контроля признака, т.е. температурах почвы материнских генотипов В практической селекции при подборе пар для гибридизации более холодостойкие линии следует использовать, в первую очередь, за материнские компоненты. Но в последнее время, при создании холодостойких гибридов роль холодостойкого зубовидного селекционного материала значительно возрастает. холодостойкие формы, которые на первых этапах онтогенеза отличаются высокими темпами роста и характеризуются высокой производительностью фотосинтеза. Одним из путей решения этой задачи является подбор холодостойких генотипов в пределах слабо- и нехолодостойких высокопродуктивных зубоподобных линий, хорошо переносят пониженные температуры почвы и воздуха и характеризуются повышенным фотосинтетическим потенциалом для формирования высокой урожайности.