Эволюция сортов обуславливает чувствительность урожайности кукурузы к неблагоприятным климатическим условиям

Почему это исследование важно для наших продуктовых запасов

Кукуруза — основной компонент современных рационов и корм для скота, поэтому даже небольшие изменения в её урожае могут отразиться на ценах и продовольственной безопасности. В этом исследовании звучит своевременный вопрос: по мере того как климат становится жарче, а осадки — более непредсказуемыми, помогают ли новые сорта кукурузы фермерам в Китае сохранять урожайность или в некоторых регионах они делают посевы более уязвимыми к погодным шокам?

В слежке за кукурузными полями по обширной стране

Китай — второй в мире по объёму производства кукурузы, но его темпы роста урожайности отставали от темпов в США. Чтобы понять причину, исследователи собрали необычно большой набор данных: 48 797 наблюдений из официальных сортоиспытаний, проводившихся в 2001–2020 гг. В этих испытаниях в многочисленных пунктах четырёх основных кукурузных зон сравнивали как давно используемые стандартные сорта, так и новые элитные, при этом тщательно фиксировали местную погоду. Сочетая результаты испытаний с реальной статистикой по фермам и климатическими записями, команда смогла разделить вклад селекции и вклад меняющихся погодных и хозяйственных условий в прирост урожайности.

Новые сорта повышают урожаи, но не везде одинаково

Анализ показывает, что селекция новых сортов заметно повышала урожайность кукурузы по всему Китаю. В сети испытаний продуктивность выросла примерно на треть — до почти трёх тонн с гектара в десятилетие в зависимости от региона, и эти приросты не объясняются изменениями стандартных контрольных сортов. Главное влияние оказали улучшения признаков, таких как число початков (зерновых единиц) на площади и масса зерна. Однако реальные урожаии на фермах оставались на несколько тонн с гектара ниже результатов испытательных участков, что подчёркивает стойкий разрыв между тем, что возможно с современными сортами при хорошем управлении, и тем, что обычно получают фермеры в поле.

Жара и осадки: друзья в одних местах, враги в других

Климатические тенденции в вегетационный период резко различались по Китаю. На северо-востоке и севере кукуруза особенно уязвима к жарким дням в июле и августе, когда растения цветут и заполняют зерно. Даже повышение температуры на один градус выше примерно 30 °C в эти месяцы может сократить урожай на несколько процентов, причём сильнейший ущерб наблюдался на севере. На юго-западе и северо-западе главной проблемой были осадки, а не жара: избыток осадков на юго-западе, вероятно, приводил к затоплению и застою воды, тогда как дефицит осадков на северо-западе вызывал водный стресс. Умеренное увеличение осадков помогало в засушливых районах, но вредило в уже влажных, что показывает: как засуха, так и избыток воды могут ограничивать производство.

Селекция может уменьшать риск или увеличивать его

Самый заметный результат заключается в том, что новые сорта изменили чувствительность урожайности к плохой погоде — и не всегда в одном направлении. На северо-востоке Китая новые, более высокоурожайные сорта стали более уязвимы к жаре, то есть они сильнее теряли при наступлении жарких периодов. На севере, напротив, новые сорта со временем стали более устойчивыми к высокой температуре. На юго-западе высокоурожайные сорта всё чаще оказывались чувствительны к сильным ливням, тогда как в более сухом северо-западном регионе они сильнее положительно реагировали на дополнительную влагу. В ряде случаев сорта, дававшие наибольшие урожаи при нормальных условиях, оказывались и теми, кто сильнее страдал, когда температуры или осадки отклонялись от оптимума.

Что это значит для будущих урожаев кукурузы

Для людей, зависящих от кукурузы, вывод таков: одних лишь улучшенных генетических характеристик недостаточно — селекционерам нужно подбирать сорта под локальные климатические риски. Авторы приходят к заключению, что эволюция сортов обеспечила долгосрочный рост урожайности, но одновременно перераспределила чувствительность кукурузы к жаре и осадкам, иногда делая посевы менее устойчивыми к экстремальным явлениям. Будущая селекция должна ориентироваться на региональные потребности: типы, устойчивые к жаре, для жарких лет на северо-востоке и севере; сорта, выдерживающие переувлажнение, для юго-запада; и водоэффективные линии для сухого северо-запада. В связке с хорошими агротехническими практиками такие климатически адаптированные сорта могут помочь сохранить стабильность урожаев кукурузы в эпоху учащающихся погодных аномалий.

Цитирование: Zhang, L., Bai, Z., Xi, W. et al. Cultivar evolution underpins maize yield sensitivity to adverse climate conditions. Nat Commun 17, 4528 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-71045-3

Ключевые слова: кукуруза, климатический стресс, селекция культур, жара и осадки, сельское хозяйство Китая