Szárazságtolerancia és hőstressztűrés
A szárazság okozza a kukoricatermesztés legnagyobb termésveszteségeit, minden más hatást megelőzve. A Pioneer nemesítői több évtizede elsőrendű célként tűzték ki, hogy szárazságtűrő kukoricahibrideket hozzanak létre. Magyarországon is régóta folynak a tesztelések, hogy a száraz kontinentális éghajlathoz legjobban alkalmazkodó hibrideket tudunk ajánlani a termelőknek. A hódmezővásárhelyi Pioneer nemesítő- és kutatóállomás működésével még nagyobb erőfeszítések folynak ennek érdekében.
Magyarországon az elmúlt 10 évet tekintve igen nagy szélsőségek jelentkeztek az évjáratok között a kukoricatermesztés szempontjából. Az 1-es számú ábrán a betakarított kukorica mennyisége látható évenként, 2000-től 2009-ig.
A különböző évjáratok termésre gyakorolt hatása látványos; a száraz évek nagymértékű terméscsökkenést okoztak. Az elmúlt tíz évből öt volt olyan, ami aszályosnak mondható, ezekből is háromban az aszály mértéke kritikus (2000, 2003, 2007) volt. 2007-ben az előző, 2006. évi kukoricamennyiség fele sem termett meg! Talán nem is kell hangsúlyozni a téma fontosságát, hiszen a gazdálkodók saját bőrükön érzik az időjárási szélsőségek következményeit.
A szárazság- és hőstressz hasonlóan jelentkezik Kelet- és Közép-Európában, valamint az amerikai kontinens fontos kukoricatermesztő területein. Ezért a Pioneer 2000-ben átfogó, új szárazságtűrési programot indított el. Jelentős kutatási beruházással létrehozott egy olyan kísérleti hálózatot, amelyben szabályozott csapadékviszonyokkal maximalizálni lehet a szárazságtűrő gének működését, és megismételhető kísérleti körülmények között ki lehet válogatni a szárazságot legjobban tűrő új kukoricavonalakat és -hibrideket.
Szabályozott csapadékviszonyok – hogyan is kerül ez megvalósításra a gyakorlatban?
A szóban forgó kísérleti rendszerhez olyan helyszíneket kellett keresni, ahol nagy valószínűséggel garantáltak a stresszt okozó száraz viszonyok. Az olyan földrajzi helyeken, ahol alapvetően kevés a csapadék, precíziós öntözéssel ezután szabályozhatóak a különböző vízellátási modellek. Lényeges, hogy minden más tényező hatását kiszűrjék, ezért fontos a jó termékenységű talaj és a hibátlan növényvédelem. A kísérleti rendszer az amerikai kontinens legszárazabb pontjain (Kalifornia, Colorado, Chile), Európában pedig Magyarországon (Hódmezővásárhely) és Romániában működik.
A precíziós öntözés egyik módszere a Pioneer speciális, erre a kísérleti rendszerre kifejlesztett vetőgépe. A vetőgép a vetéssel egy menetben egy dréncsövet fektet a magok mellé. A dréncsövön keresztül csepegtetve öntözve maximális precizitással szabályozható az öntözővíz mennyisége. Egymás melletti parcellákon így a teljes tenyészidőszakban a szárazságstressz különböző fokozatai vizsgálhatók (1. sz. kép). A másik lehetőség a pontos, egyenletes vízadagolású mobil öntözőberendezések alkalmazása (2. sz. kép).
A szárazságtesztek egyértelmű genetikai különbségeket mutatnak a nemesítők számára. Ez a rendszer lehetővé teszi az új hibridek közvetlen kiválasztását és a kukorica természetes szárazságtűrési génjeinek jobb megismerését, majd koncentrálását hagyományos nemesítési keresztezésekkel. Ezen túl a stressztűrésért felelős gének ismerete lehetőséget ad a gyorsabb és hatékonyabb szelekcióra is, mert a modern analitikai módszerekkel a jó géneket tartalmazó hibridek már a laborban felismerhetőek, így a szántóföldi tesztelés is sikeresebb.
Nagyon fontos eleme a Pioneer szárazságstressz-kísérleti rendszernek, hogy minden egyes hibrid különböző fokú csapadékviszonyok mellett kerül tesztelésre, úgy, hogy közben minden más befolyásoló tényező változatlan. Azokat a hibrideket keresik a nemesítők, amelyek mind száraz, mind pedig jó körülmények között egyaránt kiemelkednek. Ennek a törekvésnek jó példája a PR37N01, amely nagyon jó termésstabilitással és szárazságtűréssel rendelkezik.
A Pioneer szárazság- és hőstressztűrésre való nemesítésének visszaigazolása volt Magyarországon a 2007-es év, amikor hibridjeink kimagaslottak a különböző független kísérleti rendszerekben (2. és 3. sz. ábra).
A kukorica tenyészidőszakában az aszály hatása leggyakrabban a következő fenofázisokban lehet kritikus:
1. vegetatív növekedés időszaka;
2. virágzás;
3. szemkitelítődés, szárazanyag-beépülés.
A vegetatív növekedés időszakában jelentkező aszály ritkább, de erre is volt példa 2007-ben. Azok a hibridek vészelik át ezt az időszakot jobban, amelyek gyorsabban, nagyobb eréllyel fejlődnek. Jelentős szerepe lehet ebből a szempontból a korai vetésnek is, hiszen előbb érheti el a növény a fejlettebb állapotot. A Pioneer hibridjei általában jó korai fejlődési eréllyel rendelkeznek. Ilyen hibrid például a P9400, de a PR37N01 is kifejezetten jónak számít erre a tulajdonságra nézve.
A fő veszteséget a virágzás időszakában fellépő vízhiány és aszály okozza. Kutatóink számításai szerint a termésveszteség ilyenkor akár a napi 370 kg/ha-t is elérheti. A Pioneer erre a kihívásra kifejlesztett egy bibevizsgálati analitikai módszert, amellyel a jó bibeprodukció alapján felismerhetők a virágzási stresszt jól tűrő hibridek.
A virágzást követően szintén igen kritikus időszak a tejes- és viaszérés, valamint a szemkitelítődés. Az ebben az időszakban bekövetkező vízhiány jelentősen csökkenti a szemtömeget. Szélsőséges hőstressz és szárazság esetén klorofilvesztés, kényszerérés következik be, és idő előtt alakul ki a fekete réteg. Az elmúlt évek szinte mindegyikében tapasztalható volt a forró, száraz nyár végi időjárás. A Pioneer nagy gondot fordít az úgynevezett zöldszáron érő tulajdonságra. A zöldszáron érő kukoricák az átlagosnál tovább képesek fenntartani az asszimilációs felületet, a levelek később vesztik el a klorofilt, ezért jobb a száraz körülmények közötti szárazanyag beépítésük. Ilyen zöldszáron érő hibrid például a már sokat említett PR37N01 vagy a PR37Y12 és PR36V52 is.
A növények szárazságtűrésének minden eleme az elért termésben adódik össze. A Pioneer a legmodernebb biometriai módszerekkel értékeli a kísérleti eredményeket. Létrehozott és folyamatosan fejleszt egy környezeti adatbázist, amellyel a meteorológiai adatok és a hibridteljesítmény együttesével jellemezzük és legjobb környezeti adaptációjuk szerint csoportosítjuk új hibridjeinket. E módszer segítségével pontosabban előrejelezhetjük hibridjeink teljesítményét, és pontosabban pozícionálhatjuk a terméket a különböző termesztési viszonyok közé.
A Pioneer a hagyományos nemesítői eljárások mellett jelentős erőforrásokat összpontosít a modern genetikai kutatásokra. A hagyományos szelekciós munkával párhuzamosan a korszerű transzgénikus nemesítési módszerekkel is dolgozunk szárazságtűrő kukoricahibridek létrehozásán, amelyek 5-7 éven belül várhatóan a termelők rendelkezésére állhatnak azokban az országokban, ahol engedélyezett a genetikailag módosított növények termesztése.
A Pioneer ajánlatában az alábbi hibridek fémjelzik a fent részletezett kísérleti rendszer és nemesítői törekvések eredményét:
P9578 – PR38A79 – P9400 –
PR37N01 – PR37Y12 – PR37F73 –
PR36V52 – PR35F38
D r. Szarka Béla és Fábián László termékmenedzserek
