Каталог ООО «Солвэй Лимитед»

26.01.2015

Кукуруза — одна из наиболее распространенных сельскохозяйственных культур. Ее мировое производство постоянно растет: с 2004 по 2014 год оно увеличилось с 600 до 992 млн т. Если на пути распространения кукурузы не возникнут рукотворные ограничения, то она имеет все шансы стать культурой XXI века.

Объемы производства кукурузы растут как за счет расширения площади посевов, так и за счет постоянного повышения урожайности. Логично, что прирост урожайности зависит от базового уровня. Чем ниже точка отсчета, тем выше темпы увеличения продуктивности полей и тем больше потенциал урожайности. Особенно это характерно для развивающихся стран, где реальные сборы часто невелики, а урожаи нестабильны. Ситуация в Центральной Европе кардинально иная. Урожайность в данном регионе на уровне 50–70 ц/га, что примерно соответствует среднемировым значениям. Однако и тут улучшение агротехники и генетического потенциала растений позволило добиться за последние 10 лет впечатляющих успехов, несмотря на не самый благоприятный климат.

Интересно, что даже в самых успешных регионах, таких как США и Западная Европа, обладающих интенсивным сельским хозяйством и преодолевших планку в 100 ц/га, урожайность кукурузы продолжает ежегодно расти более чем на 1 %. Эту закономерность еще раз подтвердил сезон 2014 года: урожайность была хорошей почти повсеместно, что, естественно, сказалось на стоимости зерна.

Заметим, что впечатляющие результаты 2014 года обусловлены не только благоприятной погодой, которая царила во многих производственных регионах. Прежде всего это следствие высоких компетенций фермеров, эффективности применяемой агротехники и, конечно же, генетического прогресса в семеноводстве.

Очевидно, что развитие потенциала сортов и гибридов кукурузы продолжится и в будущем, прежде всего потому, что современное сельское хозяйство еще не достигло генетического предела урожайности, заложенного в этой культуре. Максимальная урожайность кукурузы, зафиксированная в 2014 году во Франции, составила 180 ц/га. Это довольно далеко от 250 ц/га, которые кукуруза демонстрирует на сравнительных испытаниях, организуемых американскими фермерами.

В плане генетического развития кукуруза — передовая культура. Для получения новых сортов и гибридов используется весь современный арсенал биотехнологий, а в научные разработки вкладываются серьезные частные и государственные инвестиции. Гибридная природа кукурузы дает ей большое преимущество перед другими культурами. Генетическое разнообразие в пределах одного вида позволяет добиться максимального эффекта от гетерозиса. Впрочем, у этой медали есть и обратная сторона: зависимость от гибридов в определенном смысле давит на фермеров, вынуждая их ежегодно приобретать новые семена. Но одновременно этот фактор стимулирует семеноводов, которым приходится каждый год предлагать рынку все более совершенные сорта и гибриды.

Благом для кукурузы является и глобальное потепление, из-за которого погодные условия становятся все более благоприятными для ее возделывания. С одной стороны, кукуруза, как тропическое растение, имеет метаболизм по типу С4, что предполагает лучшую адаптацию к повышенным температурам по сравнению с остальными зерновыми. С другой — семеноводы с каждым годом повышают устойчивость культуры к недостатку влаги. В итоге происходящие изменения климата постоянно расширяют ареал культивирования кукурузы, в первую очередь в северном направлении. Так, в Европе повышение среднегодовой температуры на 1 °C отодвинуло границу распространения кукурузы на 200 км к северу.

Возникновение и распространение гибридной кукурузы в середине XX века — основная причина роста урожайности. Простые гибриды сложнее в производстве семян, зато дают лучший эффект гетерозиса, что позволят еще больше ускорить рост урожайности. После внедрения в 90-х годах XX века современных биотехнологий темпы роста урожайности, несмотря на негативные климатические изменения, превысили 1 % в год.

Кукуруза перед вызовом глобального потепления

Во Франции потепление климата регистрируется с середины 1990-х годов. Рост среднегодовых температур негативно сказался на производстве большинства культур. Исключение по ряду причин составили только сахарная свекла и кукуруза.

Потепление «подарило» кукурузе поздних сортов и гибридов, высеваемых после 20 апреля, 12–15 дней развития до цветения и 18–27 дней на созревание. Смещение стадий вегетации дает экономический эффект либо за счет использования более поздних сортов и гибридов, либо за счет снижения затрат на сушку, т. к. кукуруза убирается с меньшей влажностью. Сумма указанных факторов и объясняет очень высокие темпы роста урожайности этой культуры на севере Европы.

Обратная сторона медали — необходимость в дополнительном орошении на юге континента. Например, во Франции в последние 10 лет количество осадков за лето уменьшилось в среднем на 30 мм. К счастью, нехватка влаги частично компенсируется генетическим прогрессом, вызвавшим к жизни засухоустойчивые гибриды.

Урожайность гибридов кукурузы, выращиваемых в различных условиях увлажненности, в последние 60 лет показывает, что развитие идет сравнимыми темпами.

Негативный эффект потепления компенсируется и за счет усовершенствованной агротехники. Например, в Италии кукурузу начали сеять раньше. Такая стратегия требует более холодостойких гибридов, но зато цветение растений и последующее созревание зерна проходит в более благоприятный период. Фермеры же избегают потерь, связанных с августовской жарой.

В условиях континентального климата негативные последствия потепления связаны прежде всего с более продолжительными периодами экстремально высоких температур (свыше 38 °C), которые, как правило, сопровождаются еще и засухой. Такая ситуация наблюдалась в 2010 году на Украине и в 2012 году в США. Потери урожайности в данном случае могут быть велики.

Изменения климата отражаются и на нежелательных спутниках культурного растения: сорняках и вредителях. Так, наблюдается рост числа поколений вредителей и продвижение ареала их распространения на север. Речь идет, в частности, о совке хлопковой (Heliothis) и огневке кукурузной (Ostrinia nubilalis). Увеличился ущерб, который наносит западный кукурузный жук (Diabrotica virgifera). Вегетативный цикл сорных растений также увеличивается. В то же время благодаря теплу весной и осенью снижается риск грибковых заболеваний.

Геномная селекция: объединение науки и техники на благо растений

Сегодня расшифровка генома — обычная технология. Снижение стоимости секвенции позволило сделать ее повседневным инструментом в селекции. Благодаря этому существенно ускорился процесс выведения новых гибридов, ученым стало проще отбирать из множества геномных комбинаций самые эффективные. В сумме это дает возможность получить максимум выгоды от гибридизации.

Геномная селекция объединила многие ноу-хау современных технологий. Она позволяет развивать гибриды в таких непростых направлениях, как засухоустойчивость, метаболизм азота и воды — словом, там, где задействованы комбинации нескольких генов. Не случайно сегодня именно в получение устойчивых к засухе гибридов вкладывается наибольшее количество средств. Селекционеры могут сосредоточиться на отборе по какому-либо отдельному признаку, без запуска нескольких линий одновременно.

Знание генома и умение выделять нужный ген позволяет сократить время отбора сортов-кандидатов без выращивания растений в поле.

Эффект от геномной селекции усиливают современные системы контроля за растениями в поле, которые используют европейские семеноводы. Датчики позволяют в автоматическом режиме следить за развитием посевов, определяя их «производительность» по тому или иному признаку. В результате за сравнительно небольшой срок разработчики нового гибрида проходят путь, на который у растения в естественных условиях ушло бы целое столетие.

За последние 30 лет уже достигнуты серьезные успехи в плане агрономической стабильности и технологической эффективности культуры. Она стала более устойчивой к стрессам, болезням и вредителям. Растения намного эффективнее усваивают питательные вещества. В будущем в развитии кукурузы следует сделать акцент на урожайность, повышение всхожести семян, а также на способность растения восстанавливаться после стресса.

Прогресс в агротехнике

Разумеется, генетический прогресс не даст нужного результата без совершенствования технологий. Точное земледелие позволяет эффективнее использовать площади, экономнее вносить удобрения и пестициды, рациональнее проводить посев. По прогнозам ученых, точное земледелие способно увеличить темпы роста урожайности на 10 %.

Карты урожайности позволяют более эффективно распределять удобрения и пестициды на поле. Сочетание спутникового наблюдения в реальном времени и точных прогнозов погоды, а также использование беспилотных летательных аппаратов гарантирует внесение препарата в оптимальные сроки.

В будущем прогресс в развитии техники для земледелия и использование «больших данных» позволят оптимизировать многие аспекты технологии возделывания кукурузы, снизить затраты, повысить эффективность ведения сельского хозяйства, а также уменьшить нагрузку на экологию. Безусловно, на урожайности скажется и совершенствование систем защиты растений, в том числе за счет большего совмещения биологических и химических методов.

Совокупность этих факторов формирует все необходимые предпосылки для того, чтобы средняя мировая урожайность кукурузы росла. Можно предположить, что она удвоится в регионах со средним уровнем культуры земледелия (Китай, Восточная Европа) за счет использования более совершенных гибридов и технологий. Но и в развитых странах остается достаточно возможностей для роста.

Таким образом, если в дело не вмешаются политические факторы или законодательные ограничения на распространение современных гибридов и технологий, то благодаря прогрессу в области сельхозтехники и средств защиты растений кукуруза имеет все шансы стать культурой XXI века.

Источник: agriculture.by