Современные гибриды кукурузы более устойчивы к стрессу от нехватки азота и скученности

Современные гибриды кукурузы производят больше растительной массы и поглощают в среднем столько же азота, сколько более ранние сорта, несмотря на более высокую плотность посева и меньшее количество доступного азота на растение. К такому выводу пришли учёные из Университета Пердью.

Анализ 86 полевых экспериментов показал, что гибриды, выпущенные после 1990 года, более устойчивы, чем их предшественники, по нескольким параметрам:

• Сохраняют урожайность с одного растения в условиях низкого содержания азота.
• Способны восстанавливаться после стресса в середине сезона.
• Обладают улучшенной способностью поглощать азот после выметывания метёлок (silking), даже если испытывали дефицит азота во время цветения.

Исследование предполагает, что фермерам может быть выгодно резервировать часть азотных удобрений для более позднего внесения.

"Это как страховка. Ранее сохранение части азота на потом могло восприниматься как рискованное предприятие — вы не хотите непреднамеренно вызвать дефицит азота. Но эта работа говорит о том, что с современными гибридами этот риск ниже", — говорит Тони Вин, профессор агрономии.

Азот — ключевой элемент для формирования растительных белков и повышения урожайности зерна. Однако он очень подвижен в почве.

"Как только азот попадает в почву, вы начинаете его терять", — отмечает Сара Мюллер, аспирант и первый автор исследования.

Задача фермеров — удержать дорогостоящее удобрение в почве и растениях, предотвратив его потери в атмосферу и водные системы, где он может нанести экологический ущерб. Синхронизация внесения азота с его поглощением растениями остаётся сложной задачей.

Ключевые выводы анализа:

• Делают больше с меньшим: Современные гибриды сохраняют урожайность зерна с одного растения даже при более высокой плотности посева (в среднем 30 000 растений на акр против 20 000 у старых сортов) и при неизменных средних нормах внесения азотных удобрений.
• Позднее поглощение азота: Современные гибриды поглощают около 36% общего азота уже после выметывания метёлок, тогда как у старых гибридов этот показатель составлял около 30%.

Эта способность поглощать азот на поздних стадиях ставит вопрос о целесообразности дробного внесения азотных удобрений вместо однократного раннего внесения.

"Эти фундаментальные генетические изменения могут дать нам возможность более гибко подходить к срокам внесения азота. Мы исследуем это дальше, потому что это может повысить эффективность использования азотных удобрений, что улучшит продуктивность кукурузы и принесёт пользу окружающей среде", — говорит Тони Вин.

Авторы подчеркивают, что фермеры не должны сокращать общее количество вносимого азота, полагаясь на способность современных гибридов к восстановлению. Вместо этого стоит рассмотреть стратегию резервирования части азота для позднего внесения, что может быть выгодно как в оптимальных, так и в неблагоприятных условиях.

В анализе были использованы данные экспериментов из США (43%) и Китая (32%), остальные — из других стран мира.