Растениеводство 12 марта 2021

Сортовые резервы

Сортовые резервы

Текст: А. В. Амелин, д-р с.-х. наук, проф. кафедры растениеводства, селекции и семеноводства, ФГБОУ ВО «Орловский государственный аграрный университет», руководитель ЦКП «Генетические ресурсы растений и их использование»

Бесспорно, сегодня сорт является тем фактором, без которого невозможно осуществлять внедрение средств научно-технического прогресса в сельское хозяйство и добиваться эффективного становления производства. Правильно подобранные сорта — основа устойчивого экономического развития, а сортосмена — важнейшее направление инновационного процесса в агросекторе.

При выборе стратегии ведения сельскохозяйственного бизнеса товаропроизводитель часто стоит перед сложной дилеммой — какому направлению отдать предпочтение, особенно в сложных современных условиях и при ограниченных ресурсах. В этом случае нельзя ошибиться, так как в рамках рыночной экономики ценой вопроса может быть разорение. Чтобы этого не случилось, необходимо учитывать основные факторы развития отрасли, исходя из приоритетных мировых направлений и текущих потребностей внешнего и внутреннего рынка.

ИЗ ИСТОРИИ СЕЛЕКЦИИ

Согласно результатам ретроспективного анализа, проведенного агрохимиком Д. Н. Прянишниковым и физиологом растений А. Т. Мокроносовым, прогресс сельского хозяйства до середины XVIII столетия базировался, главным образом, на средневековом трехполье без использования бобовых. Однако выявленная позже способность этих культур в симбиозе с микроорганизмами усваивать молекулярный азот воздуха послужила основанием для введения их в севооборот, что позволило в конце XVIII века перейти к качественно новому способу улучшения почвенного плодородия, увеличивая урожайность зерновых, в частности пшеницы, с 0,7 до 1,5–1,7 т/га.

В ХIХ столетии возрастание продуктивности зерна с 1,5 до 3 т/га было обусловлено химизацией земледелия на основе разработанной в 1871 году Ю. Либихом теории минерального питания растений и бурного развития производства удобрений. В середине прошлого века доминирующим фактором прогресса растениеводства стала селекция, положившая начало очередному этапу «зеленой революции» в сельском хозяйстве. В результате длительного искусственного отбора сорт приобрел комплекс ценных качеств: высокую урожайность — более 5 т/га, технологичность — устойчивость к полеганию, отзывчивость на внесение больших доз удобрений и толерантность к загущению, что в совокупности позволило отрасли по-настоящему стать эффективной.

Урожайность новых сортов озимой пшеницы

НА ОТЕЧЕСТВЕННОЙ БАЗЕ

Сегодня для создания успешного производства специалисты должны активнее использовать новые селекционные достижения, прежде всего российские, по урожайным и технологичным свойствам не только не уступающие зарубежным сортам, но и в ряде случаев существенно их превосходящие. Кроме того, их применение не будет обременительным для предприятий по сравнению с иностранными разработками, приобретение которых может привести к большим правовым и экономическим издержкам при возделывании и размножении в связи со вступлением страны во Всемирную торговую организацию.

При этом по основным культурам необходимо выращивать не один, а два и более современных сортов местного происхождения, лучше адаптированных к конкретным территориям. При использовании нескольких сортов не только достигается максимальная урожайность, но и стабилизируется производство, так как в одних условиях максимально продуктивным может оказаться один сорт, а в иных — совершенно другой, на что указывают эмпирический опыт, результаты научных исследований и государственного сортоиспытания. Конечно, возделывание новых сортов и гибридов связано с увеличением дополнительных затрат, однако прибавка урожая позволяет как компенсировать эти расходы, так и почти в три раза повысить чистый доход.

Важно добиваться получения не только высокого и качественного, но и экологически безопасного урожая, поскольку этот показатель является значимой экономической составляющей, тесно связанной с потребительской стоимостью, себестоимостью, рентабельностью и конкурентоспособностью предприятия. Однако тенденция использования химических средств защиты растений, как и минеральных удобрений, только усиливается за рубежом и в нашей стране. Очевидно, что назрела острая необходимость в разработке новых подходов к производству, в котором центральное место должна занять гармонизация отношений человека с природой, экономикой и экологией.

Достижения отечественной селекции

ТРУДНОСТИ ПЕРЕХОДА

Сейчас специалистами разных сфер деятельности, в том числе с участием представителей органов государственной власти и бизнеса, активно обсуждается задача перехода от интенсивного к органическому земледелию, где не используется агрохимия, а основу формирования урожая составляют биологические факторы. Очевидно, что данная цель возведена до государственного уровня неслучайно, поскольку ее достижение напрямую связано с улучшением экологии среды обитания, сельскохозяйственного производства и получением безопасной продукции, спрос на которую во всем мире, прежде всего в развитых странах, в последнее время возрастает в геометрической прогрессии.

О путях перехода к органическому земледелию высказываются разные точки зрения. Например, одна из них заключается в полном отказе от средств химизации и использовании только факторов биологизации. Однако такое решение проблемы неизбежно приведет к снижению урожайности, ухудшению фитосанитарного состояния и, в первую очередь, увеличению засоренности агроценозов, поскольку биологические препараты по эффективности пока существенно уступают химическим средствам защиты. При этом запасы семян и семязачатков сорных растений в пахотном слое почвы по разным данным составляют от 100 миллионов до нескольких миллиардов штук на гектар, из которых ежегодно прорастают около 2%, а выживают 0,2%, или более 100 сорняков на квадратный метр. Кроме того, отказ от минеральных удобрений в данном случае придется компенсировать большим количеством органических подкормок в виде навоза или сидератов, чтобы получить высокий и качественный урожай. Однако подобного сырья в необходимом объеме хватит только на небольшие посевные площади. Кроме того, его внесение считается экономически выгодным, если транспортировка происходит на расстояние не более 10–15 км от места нахождения. В свою очередь, сидеральные пары представляют важную альтернативу, но их использование приведет к увеличению производственных затрат и удорожанию продукции. По этим причинам в развитых странах мира, где внедряется органическое земледелие, такой товар имеет цену в среднем в 1,5 раза выше, чем созданный традиционным способом. Логично, что для ведения подобного хозяйства необходимы значительные дотации и высокий жизненный уровень. Тем не менее и в таких условиях органическое земледелие, вероятнее всего, не сможет произвести достаточного количества продуктов питания, чтобы обеспечить потребности всего населения, а не отдельных его представителей.

Экономическая эффективность возделывания старых и новых сортов озимой пшеницы

НОВЫЙ ТИП

В связи с обозначенными факторами более реальной считается точка зрения, согласно которой наряду с элементами биологизации в разумных объемах будут присутствовать химические вещества, не способные привести к ухудшению экологии и снижению качества продукции. Такого сочетания вполне можно достичь, если во главе процесса находится сорт, поскольку сегодня он стал тем фактором, без которого невозможно внедрять средства научно-технического прогресса в сельское хозяйство и добиваться эффективного развития производства.

По расчетам специалистов, средняя прибыль, полученная в США за последние 30–50 лет от применения генетических методов и новых сортов, составляет около 1%, а вклад в общий урожай — более 50%. Однако важно подчеркнуть, что для создания экологически безопасного производства и соответствующей продукции нужны сорта нового типа, а не уже существующие, так как они разработаны для интенсивного земледелия. Сейчас районированные сорта формируют высокий и стабильный урожай лишь при существенном уровне химизации и в благоприятных погодных условиях. Для реализации генетического потенциала они требуют значительных доз удобрений и применения мощных химических средств защиты, поскольку многие поражаются болезнями и вредителями, не обеспечивая необходимой степени энергосбережения и экологической безопасности. Согласно исследованиям, такое явление происходит потому, что в результате селекции фотоэнергетический ресурс растений не увеличивается, а фактически остается на достигнутом в ходе эволюции уровне. Очевидно, его возможностей уже не хватает, чтобы сформировать высокий, качественный и стабильный урожай, ведь для этого нужно гораздо больше энергии, чем ее усваивают современные культуры.

Фотосинтез основной резерв селекции

НЕОСПОРИМЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА

Изменить данную ситуацию можно принципиально иным способом — созданием и внедрением сортов с увеличенным фотоэнергетическим потенциалом и повышенной эффективностью применения, в которых скрыты огромные, но пока малоиспользуемые резервы. Научно доказано, что современные посевы сельскохозяйственных культур реализуют фотосинтетическую активную радиацию в накоплении урожая с КПД на уровне 1–2%. В то же время при увеличении его значения до 4–5% продуктивность возделываемых растений можно будет довести до максимально возможного уровня. Подобная мера позволит получать не только высокий, стабильный и качественный урожай, но и экологически безопасную продукцию за счет существенного снижения химических средств защиты и эффективного использования влаги и элементов минерального питания. Страны, обладающие такими сортами, будут иметь неоспоримые преимущества на агропродовольственном рынке по сравнению с другими его участниками, о чем свидетельствует выраженная динамика развития мирового производства экологически чистых продуктов: с 2000 по 2016 год объем их выпуска в мире увеличился с 15,4 до 84,69 млрд евро.

Неслучайно в последнее время за рубежом началась активная селекционная работа в данном направлении. В частности еще в 2012 году американскими учеными Университета штата Иллинойс был разработан проект под названием «RIPE — повышение эффективности фотосинтеза», который выполняется в рамках международного сотрудничества с другими ведущими научно-образовательными учреждениями, в частности с Австралийским национальным университетом, исследовательской станцией «Ротамстед» в Великобритании, Университетом Эссекса, Университетом Шанхая в Китае и Министерством сельского хозяйства США.

Динамика развития мирового рынка экологически чистых продуктов

РАСЧЕТ НА ПЕРСПЕКТИВУ

В России, к сожалению, такая масштабная селекционная деятельность не осуществляется, хотя поисковых исследований с 80-х годов прошедшего столетия проведено немало. На основе полученных результатов в ЦКП «Генетические ресурсы растений и их использование» при ФГБОУ ВО «Орловский государственный аграрный университет» в 2009 году была начата совместная целенаправленная работа с селекционерами из ФГБНУ «Федеральный научный центр зернобобовых и крупяных культур», ФГБНУ «Всероссийский НИИ селекции плодовых культур» и ФГБОУ ВО «Белгородский государственный аграрный университет им. В. Я. Горина». Исследования реализуются по наиболее распространенным и востребованным сельскохозяйственным культурам — гороху, сое, гречихе, яровой и озимой пшенице. Для повышения эффективности начатой работы в 2015 году был подготовлен совместный инновационный проект «Создание сортов нового поколения — с повышенной активностью и эффективностью фотосинтеза — как стратегическая задача в обеспечении импортозамещения и продовольственной безопасности России». В результате его реализации по многим культурам были предложены оригинальные запатентованные способы отбора перспективного материала: у гороха — по скорости фотосинтеза, гречихи — интенсивности транспирации, сои — устьичной проводимости, яровой пшеницы — отзывчивости на мощность освещения, озимой пшеницы — эффективности использования воды растениями. С помощью данных методов было выделено большое количество ценных источников высокой активности и результативности фотосинтеза листьев, которые вовлекаются в селекционный процесс.

В 2017 году с применением показателей активности фотосинтеза селекционеры ФГБНУ «Федеральный научный центр зернобобовых и крупяных культур» совместно с сотрудниками Центра коллективного пользования «Генетические ресурсы растений и их использование» при ФГБОУ ВО «Орловский государственный аграрный университет» создали первый сорт гречихи Даша, который уже рекомендован к производству Государственной комиссией по сортоиспытанию. Однако, несмотря на достигнутые успехи, реализация проекта сейчас находится в стадии становления. У российских специалистов материально-технические и финансовые возможности оказываются в разы ниже ресурсов зарубежных партнеров, что не позволяет проводить необходимый объем селекционно-генетических исследований по всем культурам и, естественно, рассчитывать в перспективе на получение сопоставимого конечного результата. Сейчас важно не потерять время на пути разработки в России специализированного селекционно-генетического центра по фотосинтезу, который бы отвечал мировым критериям, так как выведение новых сортов связано с осуществлением большой организационной, научно-методической и практической деятельности.

Популярные статьи