Удаление метелок кукурузы — это удаление цветков, производящих пыльцу , метелок, с верхушек растений кукурузы (маиса) и размещение их на земле. Это форма контроля опыления, [1] применяемая для скрещивания или гибридизации двух сортов кукурузы.
Поля кукурузы, которые будут удалены, засажены двумя сортами кукурузы. Удаление метелок со всех растений одного сорта оставляет зерно, растущее на этих растениях, опыляемым метелками другого сорта, в результате чего получается гибрид. Помимо того, что гибридная кукуруза более однородна физически, она дает значительно более высокие урожаи, чем кукуруза, полученная путем открытого опыления. В случае современной семенной кукурузы сорта для гибридизации тщательно отбираются, чтобы новый сорт продемонстрировал определенные черты, обнаруженные у родительских растений. Процесс удаления метелок обычно включает использование как специализированных машин, так и человеческого труда.
Почти все удаление метелок выполняется в два этапа: поле сначала удаляется машиной, а затем вручную. Само удаление метелок с помощью машины обычно представляет собой двухэтапный процесс. Сначала машина для удаления метелок, называемая «резаком», проходит через ряды кукурузы, подлежащие удалению метелок, и срезает верхнюю часть растения. Это делается для того, чтобы сделать поле более однородным, чтобы машина «вытягивателя» могла пройти через кукурузное поле через несколько дней и выдернуть метелку из растения, поймав ее между двумя роликами, движущимися с высокой скоростью. Это удаляет большую часть метелок.
Машины для удаления метелок обычно удаляют от 60 до 90 процентов метелок на посевном кукурузном поле. Это намного меньше 99,5 процентов, которые необходимо удалить для получения однородности семян, желаемой фермерами. Основные проблемы машин в том, что они не могут быстро адаптироваться к разнице в высоте растений и подбрасывают метелки в воздух, где они могут застрять в других растениях кукурузы и непреднамеренно допустить опыление. Желательно, чтобы выдернутая метелка оказалась на земле, чтобы предотвратить эту проблему.
Независимо от того, было ли поле семенной кукурузы изначально очищено машинами или нет, в конечном итоге люди нанимаются для удаления метелок с растений, которые машины пропустили, и для удаления любых метелок, которые машины оставили в листьях других растений кукурузы. Это делается либо путем того, что «дететселеры» идут по кукурузному полю, удаляя метелки, либо путем того, что дететселеры едут по кукурузному полю на носителе дететселеров. Носители дететселеров обычно используются, когда кукуруза слишком высокая, чтобы ее можно было удалить с уровня земли. Каждый носитель может вмещать от восьми до двенадцати дететселеров.
Работа по удалению метелок обычно выполняется подростками; как таковая, она служит типичным обрядом посвящения в сельских районах кукурузного пояса Среднего Запада США . [2] [3] Для многих подростков в этих районах это их первая работа. Точные даты начала зависят от конкретной области страны и условий выращивания в каждом конкретном году. «Сезон» удаления метелок обычно длится от двух до четырех недель, при этом рабочие дни варьируются от нескольких часов до более 10 часов, в зависимости от сезона выращивания. Заработная плата у обрывателей метелок сильно различается; некоторые обрыватели получают минимальную заработную плату, в то время как другие зарабатывают более 12 долларов в час. Индивидуальная заработная плата зависит от компании-производителя семян кукурузы, подрядчика по удалению метелок, опыта обрывателя метелок и даже индивидуальных полевых условий, таких как количество растений на акр, процент метелок, выдернутых машиной для удаления метелок, или высота кукурузы.
Способ определения заработной платы также может значительно различаться у разных подрядчиков по удалению метелок. Некоторые платят прямую почасовую оплату; другие платят по сдельным расценкам , когда дезинсекторам выплачивается сумма за каждый ряд, панель или акр, с которых они были удалены. Другие подрядчики используют рейтинговую систему для определения заработной платы дезинсекторов за определенный день.
Помимо использования большого количества подростков, некоторые районы страны нанимают рабочих-мигрантов в качестве детасселеров. Зарплата рабочих-мигрантов обычно выплачивается на основе сдельных расценок.
Удаление метелок использовалось в конце 19-го и начале 20-го веков в методе «початкового» разведения кукурузы. При этом методе чередующиеся ряды кукурузы удаляются, а семена из удаленных рядов сохраняются для посадки в следующем сезоне. Однако разведение початковым методом не привело к значительному повышению урожайности и было в значительной степени прекращено через несколько лет. [4]
.jpg/1280px-80-G-K-14241_-_Yeoman_student_de-tasseling_corn_in_Iowa_(ca_1944).jpg)
Около 1910 года селекционеры-экспериментаторы кукурузы были взволнованы возможностью улучшения урожайности кукурузы путем скрещивания двух высокоурожайных сортов. Опять же, это было достигнуто путем посадки сортов в чередующихся рядах и удаления метелок одного из сортов. Этот метод производства семян также оказался разочаровывающим и также был заброшен. [5]
Однако современный процесс гибридизации, при котором одна инбредная линия кукурузы скрещивается с другой, развился из этой ранней работы по скрещиванию. В 1908 году Джордж Харрисон Шулл описал гетерозис , также известный как гибридная сила. Гетерозис описывает тенденцию потомства определенного скрещивания превосходить обоих родителей. В 1917 году был разработан процесс, который сделал бы эту гибридизацию коммерчески жизнеспособной. В 1933 году менее 1% кукурузы, произведенной в Соединенных Штатах, было получено из гибридных семян; к 1944 году более 83% было получено. [6] Эти гибридные семена производятся путем скрещивания двух инбредных линий путем посадки ряда одного инбредного сорта, за которым следуют несколько рядов второго сорта. Метелки второго сорта удалялись вручную, чтобы второй сорт мог опыляться первым.
Гибридная кукуруза очищалась вручную до середины 1950-х годов, пока не была обнаружена цитоплазма , которая могла сделать одну из инбредных линий мужской стерильной, в то время как гибридизированная кукуруза, которую она производила, восстанавливала мужскую фертильность. Этот ген позволил компаниям по производству семян кукурузы значительно сократить свои затраты на рабочую силу, производя семена кукурузы без необходимости ручного удаления метелок. К середине 1960-х годов почти все семена кукурузы производились с этим геном. [7]
Ситуация изменилась в 1971 году со вспышкой грибка южной кукурузной листовой гнили. Цитоплазма, используемая для получения мужской стерильности, была очень восприимчива к этому грибку. В то время примерно 90% гибридной кукурузы, используемой в Соединенных Штатах, содержали этот ген. [8] Около 15% урожая кукурузы было потеряно из-за инфекции, и в течение следующих нескольких лет мужская стерильность была оставлена, и почти вся семенная кукуруза снова была очищена вручную. [9]
В середине 1970-х годов были разработаны машины, чтобы помочь сократить большие затраты труда, связанные с ручным удалением метелок, и в ответ на сокращение рабочей силы подростков в сельской местности. В 1980-х годах были вновь введены мужские стерильные сорта, которые не были восприимчивы к южной кукурузной листовой пятнистости; однако зависимость от одного стерильного сорта, наблюдавшаяся в 1960-х годах, больше не повторялась. [10]
Сегодня гибридизация кукурузы осуществляется путем комбинирования машинного и ручного удаления метелок, а также генов мужской стерильности.
Поля семенной кукурузы высаживаются по повторяющейся схеме, известной как «панель», «блок» или «набор», в зависимости от района страны. Для этих панелей существует две основные схемы посадки. Панель может быть высажена по схеме 6:2, где за шестью «женскими» рядами, рядами, которые будут очищены, следуют два «мужских» или «бычьих» ряда, ряды, которые будут использоваться для опыления рядов с очищенными метелками. Панели также обычно высаживаются в соотношении 4:1, с четырьмя женскими рядами, за которыми следует один мужской ряд. Также используются другие, менее распространенные схемы, включая 4:2 и 4:1:6:1. Во всех случаях схема продолжается по всему кукурузному полю. [11]
Все или части полей семенной кукурузы могут быть окружены дополнительными рядами мужских растений, если есть вероятность, что ветер может занести чужеродную пыльцу на поле семенной кукурузы. Эти дополнительные ряды называются «буферными» или «изоляционными» рядами, в зависимости от района страны. Другим важным аспектом предотвращения попадания нежелательной пыльцы на поля семенной кукурузы является процесс, известный как роугинг , процесс, который удаляет растения, отличающиеся от сорта, намеренно посаженного.