Российская сельскохозяйственная наука, 2020, № 6

УДК 633.15:631.8:631.559

DOI: 10.31857/S2500262720060046

ОЦЕНКА ОТЗЫВЧИВОСТИ ГИБРИДОВ КУКУРУЗЫ

НА АЗОТНОЕ УДОБРЕНИЕ

В.Н. Багринцева, доктор сельскохозяйственных наук,

И.Н. Ивашененко, кандидат сельскохозяйственных наук

Всероссийский научно-исследовательский институт кукурузы,

357528, Пятигорск, ул. Ермолова, 14б

E-mail: maize-techno@mail.ru

Изучали отзывчивость гибридов кукурузы на азотное удобрение как генетически обусловленного признака. Для этого

создана гибридная комбинация, включающая исходные родительские формы с высокой ответной реакцией на азотное

удобрение (по данным исследований, проведенных в 2012-2014 гг.). В качестве критериев оценки ответной реакции были

взяты прирост вегетативной части и массы корневой системы растений линий и гибридов кукурузы в фазе 5 листьев,

высоты, урожая зеленой массы и зерна. Гибридная комбинация, полученная в ходе скрещивания, в процессе испытания

в 2015-2019 гг. показала существенно более высокий прирост вегетативной массы растений и массы корневой системы

в фазе 5 листьев. На фоне азотного удобрения прибавка составила соответственно 2,12 и 0,37 г. Показано, что по срав-

нению со стандартом Машук 355 МВ гибрид Экспериментальный характеризуется большим приростом высоты рас-

тений (4 см), существенно более высокой прибавкой урожая зеленой массы (2,8 т/га) и урожая зерна (0,24 т/га). Новый

гибрид эффективнее использовал азот для образования дополнительного количества протеина, содержание которого в

зерне увеличилось на 0,93%, что на 0,42% выше, чем у гибрида Машук 355 МВ. Доказана специфическая реакция гибрид-

ной комбинации кукурузы на азотное удобрение, что непосредственно связано с особенностями генотипа, полученного

по наследству от родительских форм. Отбор исходного материала с высокой отзывчивостью на азотное удобрение и

его использование в гибридизации позволили получить гибридную комбинацию Экспериментальный, которая по отзыв-

чивости на азотное удобрение превзошла гибрид Машук 355 МВ. Эти данные послужили основой для оценки исходного

материала и его отбора при создании эффективных гибридов кукурузы, отзывчивых на азотное удобрение.

EXPERIMENTAL RESEARCHES ON THE EVALUATION OF HYBRID CORN

OF RESPONSE TO NITROGEN FERTILIZER

Bagrintseva V.N., Ivashenenko I.N.

All-Russian Research Scientific Institute of Corn,

357528, Pyatigorsk, ul. Ermolova, 14b

E-mail: maize-techno@mail.ru

The scientific work is devoted to the question of the responsiveness of corn to nitrogen fertilizer, as a genetically determined trait.

To form an idea of responsiveness to nitrogen, a hybrid combination was created that included the basic parental forms, which were

distinguished by a high response to nitrogen fertilizer as a result of studies for 2012-2014. As criteria for assessing the response to

nitrogen fertilizer, we took the growth of the vegetative part and the mass of the root system of corn plants lines and hybrids in the

phase of 5 leaves, height, increase in yield of green mass and grain. During the lines crossing, the hybrid combination Experimental

received in 2015-2019 is characterized by a significantly higher increase in the vegetative mass of plants and an intensive increase

in the mass of the root system in the phase of 5 leaves against the background of nitrogen fertilizer, the increase was 2.12 and 0.37

g. It was distinguished by a large increase in plant height compared to the standard Mashuk 355 MV (by 4 cm). It was characterized

by a significantly high increase in the yield of green mass (by 2.8 t/ha) and in the grain yield (by 0.24 t/ha). The new hybrid was used

nitrogen most efficiently for the formation of additional protein; its content increased in grain by 0.93%, which is 0.42% higher than

hybrid Mashuk 355 MV had. Based on the results obtained, a specific reaction of the hybrid corn combination to nitrogen fertilizer

is proved, which is directly related to the features of the genotype obtained by inheritance from parental forms. The selection of the

source material with high responsiveness to nitrogen fertilizer and its use in hybridization allowed us to obtain a hybrid combination

Experimental that surpassed hybrid Mashuk 355 MV, which is characterized by high responsiveness to nitrogen fertilizer. The

data obtained will allow us to further develop an effective method for evaluating the source material and its selection to create

agrochemically efficient corn hybrids.

Ключевые слова: кукуруза, родительские формы, гибрид,

Key words: corn, parent forms, hybrid, nitrogen fertilizer,

азотное удобрение, прирост, прибавка, отзывчивость

growth, increase, responsiveness

Главную роль в питании кукурузы играют азотные

типов кукурузы и отбору ценного исходного селекцион-

удобрения [1-4]. Исследования показывают, что удо-

ного материала недостаточно. Цель настоящей работы

брения оказывают неодинаковое действие на урожай

- создание отзывчивой на азотное удобрение гибридной

зеленой массы и зерна разных гибридов кукурузы. Э.Л.

комбинации кукурузы с использованием изученных ра-

Климашевским [5, 6] выявлена генотипическая специ-

нее и отобранных для скрещиваний родительских форм.

фика сортов и гибридов кукурузы в отношении степени

Методика. Исследования проводили на опытном

отзывчивости на азотные удобрения. По его мнению,

поле Всероссийского научно-исследовательского инсти-

гетерозис - мощный фактор повышения не только про-

тута кукурузы в 2012-2019 гг. в Ставропольском крае.

дуктивности растений, но и использования элементов

Объекты исследований - среднеспелый гибрид Машук

питания из почвы и удобрений.

355 МВ и созданная нами гибридная комбинация Экс-

В настоящее время научных данных по вопросу на-

периментальный и их родительские формы: Мая М и

следования признаков отзывчивости на удобрения гено-

Настурция SD - простые гибриды, материнские формы,

Российская сельскохозяйственная наука, 2020, № 6

Табл. 1. Биомасса одного растения трехлинейных

приимчивые к внесению азотного удобрения. На осно-

гибридов кукурузы в фазе 5 листьев

вании полученных данных сделаны выводы о том, что

гибриды, относящиеся к одной группе спелости, по-раз-

Гибрид

Год

Масса вегетативной

Масса корневой

ному отзываются на азотное удобрение, что связано с

части 1-го растения, г

системы 1-го

растения, г

их родословной и подтверждает гипотезу о наследова-

нии признака высокой отзывчивости на азот гибридом

N₀

N₆₀

при-

N₀

N₆₀

при-

бавка

от исходных родительских форм [11]. Была поставлена

задача проверить гипотезу о передаче признака высокой

Машук

2016

5,24

5,62

0,38

1,45

1,58

0,13

355 МВ

отзывчивости на азотное удобрение от исходных роди-

(стандарт)

2017

5,09

5,95

0,86

1,23

1,32

0,09

тельских форм. Из исследованных образцов кукурузы

подобрали подходящую для скрещивания родительскую

2018

4,72

6,95

2,23

1,22

1,67

0,45

пару: материнская форма Настурция SD и отцовская

В среднем

5,02

6,17

1,15

1,30

1,52

0,22

форма РП 310 МВ. При выборе родительских форм для

создания гибридной комбинации учитывали признак

Экспери-

2016

4,70

6,67

1,97

1,56

1,88

0,32

высокой отзывчивости на азотное удобрение.

менталь-

ный

2017

7,58

9,78

2,20

1,67

1,88

0,21

Материнскую форму новой гибридной комбинации

Настурция SD сравнивали с материнской формой Мая

2018

4,41

6,60

2,19

1,21

1,80

0,59

М отзывчивого на азот трехлинейного гибрида Машук

В среднем

5,56

7,68

2,12

1,48

1,85

0,37

355 МВ, который также взяли за стандарт. Простой ги-

брид Настурция SD относится к среднеранней группе

НСР_0,05, г

0,81

0,19

спелости, а простой гибрид Мая М и трехлинейный ги-

брид Машук 355 МВ - к среднеспелой группе.

Ошибка опыта, %

3,82

3,64

В 2014-2018 гг. провели искусственное опыление

простого гибрида Настурция SD самоопыленной лини-

линия РП 310 МВ - отцовская форма изучаемых трех-

ей РП 310 МВ. В результате получили семена трехли-

линейных гибридов. Гибриды кукурузы Машук 355 МВ

нейного гибрида кукурузы (F₁) Экспериментальный. В

и Мая М использовали в качестве стандартов для срав-

течение 2015-2019 гг. эта гибридная комбинация прохо-

нения по признаку отзывчивости на азотное удобрение.

дила испытания по признаку отзывчивости на азотное

В полевом опыте гибриды и самоопыленная линия

удобрение в сравнении с гибридом кукурузы Машук 355

кукурузы выращивали на двух фонах: I - контроль без

МВ, который по результатам наших исследований явля-

удобрения и II - N₆₀. Азотное удобрение в форме аммиач-

ется высокоотзывчивым на азот [11].

ной селитры вносили весной под первую культивацию.

В 2016-2018 гг. провели оценку полученной гибрид-

Содержание элементов питания в почве определяли,

ной комбинации по приросту вегетативной массы и мас-

когда кукуруза была в фазе 5 листьев. В среднем за 8

сы корневой системы растений от азотного удобрения в

лет в слое почвы 0-20 см содержание нитратного азота

фазе 5 листьев в сравнении с гибридом Машук 355 МВ

по Грандваль-Ляжу в варианте без удобрения (контроль)

(табл. 1). В среднем за годы исследований на фоне удо-

составило 19,3, подвижного фосфора по Мачигину - 14,

брения N₆₀ вегетативная масса одного растения гибрида

обменного калия по Мачигину - 259 мг/кг почвы, в ва-

Экспериментальный оказалась больше, чем стандарта

рианте с удобрением (N₆₀) - соответственно 32,2; 14 и

Машук 355 МВ, на 1,51 г. При этом за счет азотного

274 мг/кг.

удобрения прирост вегетативной части одного растения

Предшественником кукурузы была озимая пшени-

гибрида Экспериментальный был больше, чем гибрида

ца, высеваемая после сои. Кукурузу сеяли в 2012-2019

Машук 355 МВ, на 0,97 г.

гг. 25-29 апреля. На всех делянках опыта в фазе 2-3 ли-

По данным Э.Л. Климашевского, размер и масса кор-

стьев формировали густоту стояния растений 60 тыс.

невой системы, может быть одним из критериев оценки

шт./га. Для защиты от сорных растений применяли гер-

отзывчивости растений на удобрение [5, 12]. В наших

бициды Мерлин 0,150 кг/га или Аденго 0,5 л/га. Учеты

исследованиях за счет удобрения интенсивнее проходил

и наблюдения выполняли в соответствии с методикой

процесс нарастания массы корневой системы гибрида

ВНИИ кукурузы [7]. Статистическая обработка данных

Экспериментальный, у которого и масса корневой си-

осуществлена по методике Б.А. Доспехова [8].

стемы была больше. В среднем за 3 года в фазе 5 ли-

В зоне проведения опыта среднее многолетнее коли-

стьев масса корневой системы одного растения гибрида

чество осадков за период вегетации кукурузы (май-сен-

Экспериментальный, как и прирост корневой системы

тябрь) составляло 343 мм, в том числе в мае - 79, июне

на фоне удобрения, были больше, чем у гибрида Машук

- 87, июле - 70, августе - 59, сентябре - 48 мм. Мете-

355 МВ, соответственно на 0,33 и 0,15 г.

орологические условия в годы исследований были раз-

По приросту высоты растений от удобрения гибри-

личными. Условия увлажнения и температурный режим

ды кукурузы значительно различались в годы исследо-

оказались самыми благоприятными для растений в 2013

ваний. Так, высота растений гибрида Машук 355 МВ

и 2016 гг., благоприятными - в 2012 и 2019 гг., относи-

увеличилась на 3-18 см, гибрида Экспериментальный -

тельно благоприятными - в 2014 и 2017 гг., неблагопри-

на 5-35 см, причем прирост был достоверно значимым в

ятными - в 2015 и 2018 гг.

2015-2017 гг. и существенно ниже в 2018 и 2019 гг., чем

Результаты и обсуждение. В 2012-2014 гг. изучи-

в 2015-2017 гг., что связано с погодными условиями. В

ли 42 образца кукурузы (гибриды и их родительские

среднем за 5 лет исследований, несмотря на то, что ги-

формы) по признаку отзывчивости на азотное удобре-

брид Машук 355 МВ более высокорослый, прирост рас-

ние. Выявлены различия между гибридами и линиями

тений от азотного удобрения был меньше, чем у гибрида

по приросту от удобрения массы корневой системы и

Экспериментальный, на 4 см (табл. 2).

вегетативной части растений в фазе 5 листьев, а также

Урожай зеленой массы в фазе молочно-восковой

прибавке урожая зеленой массы в фазе молочно-воско-

спелости зерна изучаемых гибридов на фоне N₆₀ суще-

вой спелости и урожая зерна в фазе полной спелости

ственно не различался и в среднем за все годы составил

[9, 10]. Определены образцы, восприимчивые и невос-

у гибрида Машук 355 МВ 38,2 т/га, гибрида Экспери-

Российская сельскохозяйственная наука, 2020, № 6

Табл. 2. Хозяйственно ценные признаки гибридов кукурузы

Гибрид

Год

Высота растений*, см

Урожай зеленой массы**, т/га

Урожай зерна, т/га

N₀

N₆₀

прирост

N₀

N₆₀

прибавка

N₀

N₆₀

прибавка

Машук

2015

268

280

36,9

41,1

4,2

6,45

6,98

0,53

355 МВ

(стандарт)

2016

243

260

33,2

41,6

8,4

7,63

8,69

1,06

2017

234

252

27,1

30,4

3,3

6,40

6,78

0,38

2018

211

216

32,0

39,3

7,3

5,86

6,45

0,59

2019

232

235

34,0

38,7

4,7

8,00

8,25

0,25

В среднем

238

249

32,6

38,2

5,6

6,87

7,43

0,56

Экспери-

2015

265

276

33,3

39,9

6,6

7,04

7,68

0,64

менталь-

ный

2016

217

252

28,3

39,0

10,7

7,40

8,66

1,26

2017

236

254

24,7

32,5

7,8

6,11

6,78

0,67

2018

201

206

29,9

40,5

10,6

5,77

6,43

0,66

2019

217

223

36,5

42,7

6,2

8,45

9,21

0,76

В среднем

227

242

30,5

38,9

8,4

6,95

7,75

0,80

НСР_0,05, см, т/га

1,8

0,21

Ошибка опыта, %

0,9

1,6

0,92

Примечание: * Фаза цветения кукурузы; ** Фаза молочно-восковой спелости зерна кукурузы.

Табл. 3. Содержание (%) протеина

Экспериментальный в среднем за 3 года оно увеличи-

в зерне гибридов кукурузы

лось значительнее: прибавка протеина была на 0,42%

больше, чем у стандарта Машук 355 МВ (табл. 3).

Доза

2015 г.

2016 г.

2017 г.

Среднее

Прибавка

Таким образом, специфическая реакция гибрида

азота

(НСР_0,05= 0,49%)

кукурузы Экспериментальный на азотное удобрение

Машук 355 МВ

непосредственно связана с особенностями генотипа,

полученного по наследству от родительских форм. По

N₀

8,15

7,03

7,39

7,52

отзывчивости на азот он превзошел гибрид Машук 355

МВ. У гибрида Экспериментальный была значительно

N₆₀

9,02

7,61

7,46

8,03

0,51

выше вегетативная и корневая масса одного растения в

Экспериментальный

фазе 5 листьев (на 0,97 и 0,15 г), урожай зеленой массы

(на 2,8 т/га) и зерна (на 0,24 т/га), а также особенно су-

N₀

8,21

6,93

6,90

7,35

щественно - содержание протеина в зерне (на 0,42%).

N₆₀

9,15

8,41

7,29

8,28

0,93

Литература.

1. Агафонов Е.В., Батаков А.А. Система удобрения

ментальный - 38,9 т/га. Анализ изменения урожая зеле-

гибридов кукурузы разного срока созревания на

ной массы этих гибридов при применении азотного удо-

темно-каштановой почве Ростовской области //

брения показал его достоверное увеличение. В среднем

Агрохимия. - 2000. - N 11. - С. 41-50.

за 2015-2019 гг. прибавка урожая зеленой массы гибри-

2. Агеев В.В., Подколзин А.И. Система удобрения в се-

да Экспериментальный была выше, чем у стандарта, на

вооборотах Юга России. - Ставрополь, 2001. - С.

2,8 т/га, что существенно.

191-201.

По урожаю зерна на неудобренном фоне между ги-

3. Belay А., Claassens A., Wehner F. Effect of direct

бридами не отмечено существенной разницы. В сред-

nitrogen and potassium and residual phosphorus

нем за 5 лет урожайность гибрида Экспериментальный

fertilizers on soil chemical properties, microbial

была выше, чем гибрида Машук 355 МВ, на 0,08 т/га.

components and maize yield under long-term crop

При применении азотного удобрения средний урожай

rotation // Biology and Fertility of Soils. - 2002. - N

гибрида Экспериментальный оказался существенно

6. - P. 420-427.

выше - на 0,32 т/га. В 2017 и 2019 гг., а также в среднем

4. Tremblay N., Bouroubi Y. M., Bélec C., Mullen R.W.,

за 2015-2019 гг. достоверный рост урожая зерна этого

Kitchen N.R., Thomason W.E., Ebelhar S., Mengel

гибрида за счет удобрения был выше стандарта на 0,29;

D.B., Raun W.R., Francis D.D., Vories E.D., and Ortiz-

0,51 и 0,24 т/га соответственно.

Monasterio I. Corn Response to Nitrogen is Influenced

Известно, что азотные удобрения увеличивают не

by Soil Texture and Weather // Soil Fertility and Crop

только урожай зерна кукурузы, но также содержание

Nutrition. - 2012. - V. 104. - P. 1658-1671.

протеина в зерне [13-15]. По этому показателю можно

5. Климашевский Э.Л. Теория агрохимической эффек-

судить и об отзывчивости на удобрение, так как его на-

тивности растений. - Агрохимия. - 1990. - N 1. -

копление во многом зависит от способности растений

С. 131-148.

эффективно использовать азот удобрения. За счет азот-

6. Климашевский Э.Л. Генетический аспект мине-

ного удобрения возрастало содержание протеина в зер-

рального питания растений. - М.: Агропромиздат,

не обоих гибридов кукурузы. Однако в зерне гибрида

1991. - 415 c.

Российская сельскохозяйственная наука, 2020, № 6

7. Методические рекомендации по проведению поле-

12. Климашевский Э.Л. Физиологические особенности

вых опытов с кукурузой: ВНИИ кукурузы ВАСХ-

питания разных сортов кукурузы. - М.: Наука,

НИЛ. - Днепропетровск, 1980 - 54 c.

1966. - 152 с.

8. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. - М.: Ко-

13. Дьячков В.Ф. Действие удобрений на химический

лос, 1979. - 416 с.

состав гибридов кукурузы различной скороспело-

9. Багринцева В.Н., Ивашененко И.Н. Особенности

сти: Сб. научн. тр. Воронеж. СХИ. - Воронеж,

развития самоопыленных линий кукурузы при вне-

1975. - Т. 72. - С. 89-92.

сении азотного удобрения // Кукуруза и сорго. -

14. Ивашененко И.Н., Багринцева В.Н. Роль азотного

2015. - N 2. - С. 22-30.

удобрения в повышении урожая и кормовой ценно-

10. Багринцева В.Н., Ивашененко И.Н. Отзывчивость

сти зерна гибридов кукурузы // Животновоство и

на азотное удобрение современных гибридов куку-

кормопроизводство. - 2018. - N 2(101). - С. 168-

рузы в условиях Ставропольского края // Агрохи-

175.

мия. - 2015. - N 11. - С. 45-50.

15. Oikeh S.O., Kling J.G., Okoruwa A.E. Nitrogen

11. Багринцева В.Н., Ивашененко И.Н. Отзывчивость

Fertilizer Management Effects on Maize Grain

гибридов кукурузы и их родительских форм на азот-

Quality in the West African Moist Savanna // Crop

ное удобрение // Российская сельскохозяйственная

Science. - 1998. - №4(38). - Р. 1056-1161.

наука. - 2017. - N 4. - С. 17-21.

Поступила в редакцию 15.05.20

После доработки 10.06.20

Принята к публикации 15.06.20