Вместо обычной пшеницы — фиолетовое зерно и "экзотические" культуры: что будет расти в Украине через 25 лет

Украинская пшеница будущего может быть совсем не такой, как сегодня. Жара, засухи, резкие перепады температур, дефицит воды, болезни и резистентные сорняки делают все менее надежной модель, в которой Украина десятилетиями полагалась на один и тот же набор культур.

Именно поэтому аграрная корзина Украины через 25 лет может оказаться гораздо более разнообразной, чем сейчас. Речь не обязательно идет о полной замене привычных культур. Скорее — об изменении сортов уже известных зерновых и постепенном расширении перечня за счет тех растений, которые лучше переносят недостаток полива, дают продукцию с большей добавленной стоимостью или даже могут восстановить почву.

О том, как меняется украинское поле, что происходит с пшеницей и какие культуры могут стать частью будущего аграрного экспорта, "Телеграфу" рассказали академик НАН Украины, доктор биологических наук, профессор, заведующий отделом физиологии питания растений Института физиологии растений и генетики НАН Украины Виктор Швартау и член-корреспондент НАН Украины, доктор биологических наук, профессор, старший научный сотрудник этого же института, генетик Руслан Якимчук.

Заграничная пшеница в Украине не выживет?

Начинать разговор о будущем украинского поля следует именно с пшеницы. Для Украины это не просто одна из многих культур. Это основа продовольствия, значительная часть экспорта и, наконец, культура, давно ставшая символом страны.

Виктор Швартау даже называет пшеницу частью украинской идентичности. Но именно пшеница, по его словам, особенно нуждается в приспособлении к конкретной среде. "Пшеница — не космополит. В отличие от кукурузы, подсолнечника. То есть мы можем создать семена кукурузы во Франции, высевать в Украине и получать хорошие урожаи. Для пшеницы это невозможно", — говорит Швартау.

Растению приходится приспосабливаться к конкретному сочетанию температур, влаги, почвы и продолжительности сезона. Руслан Якимчук отмечает: украинская селекция как раз и занимается этим приспособлением. И изменения климата — только один из факторов, которые она должен учитывать. Одно из главных направлений – корневая система.

"Мы должны говорить о направлениях, которые будут способствовать развитию корневой системы новых сортов, которая будет у них и более глубокой, и более разветвленной, и сможет доставать малодоступную воду из почвы", — объясняет Якимчук.

Но корни только часть этой конструкции. Устойчивое к засухе растение должно переносить резкие потепления, суховеи и перепады температур. Для этого важны и анатомические особенности листьев и стеблей и способность быстро реагировать на стресс на физиологическом уровне.

Украинская селекция уже имеет такие сорта. Якимчук называет среди них Джамалу, Сичеславу, Родославу, Смуглянку, Новосмуглянку, Подолянку, Богдану, Наталью, Здобу Киевскую, Благовещенскую. Среди новых сортов, проходящих испытания, он упоминает Нептун, Форсаж и Украшение Степи.

Тритикале: культура, которая уже сейчас показывает будущее сухого юга

Если пшеница должна меняться, то рядом с ней могут появляться культуры, которые уже лучше отвечают новым условиям. Одна из них – тритикале, гибрид пшеницы и ржи. Швартау называет его "блестящим видом" для юга: "Это культура, хорошо демпфирующая дефицит влаги на юге. Она растет абсолютно приятно, обеспечивает урожаи".

Выращивают его в Одесской и Николаевской областях. Якимчук отмечает, что созданный в Институте сорт тритикале в Одесской области дал 80 ц/га. В экспериментальных условиях, по его словам, урожайность новых сортов может достигать даже 125 ц/га. "Благодаря созданию новых сортов тритикале, мы его имеем возможность распространять уже в более сухие регионы, регионы, которые имеют недостаточное количество осадков", — говорит ученый.

Поэтому тритикале может стать одним из наиболее практичных элементов будущей аграрной корзины Украины. И здесь есть еще один аргумент – экономический. Швартау рассказывает, что в Западной Европе тритикале выращивают годами, в частности, как сырье для производства алкогольных напитков, а это немалые средства.

Спельта: меньше тонн, больше стоимости

Другая история – спельта. Ее не следует представлять как культуру, которая завтра вытеснит пшеницу с миллионов гектаров. Ее преимущество совсем в другом. Спельта может являться частью модели, где Украина экспортирует не просто больше зерна, а продукцию с большей добавленной стоимостью.

По словам Якимчука, созданные сорта спельты могут содержать 17–18% белка и больше. Для сравнения, для пшеницы 14% белка он называет уж очень хорошим показателем. В Институте сейчас работают над сортами цветного зерна – синего, черного и фиолетового.

"Это впервые в мире создана спельта с фиолетовым зерном, которая кроме повышенной урожайности имеет хороший обмолот. Это означает, что она подвергается технологической переработке", — отмечает Якимчук. Кроме белка, такая спельта содержит антоцианы и другие полифенольные соединения, которые исследуют из-за их антиоксидантных свойств. Такое же цветное зерно селекционируют для пшеницы и ячменя. Чернозерную спельту, чернозерные сорта пшеницы и новые сорта тритикале создал Александр Рыбалка — академик Французской академии сельского хозяйства, член-корреспондент НАН и НААН Украины, один из ведущих украинских селекционеров зерновых культур.

Такие сорта могут открыть для украинского производителя отдельную нишу на рынке круп и макаронных изделий, а это совсем другая экономика поля.

"Сухая аграрная корзина": сорго, просо, нут и чечевица

Еще одно изменение может произойти там, где традиционные культуры больше всего зависят от воды. Юг становится более засушливым, и кукуруза там "практически становится невозможной", отмечает Швартау.

При этом кукурузу никто не предлагает просто вычеркнуть из украинского сельского хозяйства. Она уже стала мощной экспортной культурой, а селекция создала гибриды с разными сроками вегетации для разных регионов.

Но там, где вода становится критическим ограничением, набор альтернатив может расширяться. Якимчук называет просо и сорго среди культур, которые потенциально могут усилить украинский экспортный потенциал. К этой "сухой корзине" Швартау добавляет нут и уже активно развивающиеся чечевицу, в частности на юге.

Будущее поля не только за продовольственными культурами

Есть в этой корзине и культуры, которые, на первый взгляд, вообще выпадают из разговора об украинском зерновом экспорте. Во-первых, это люцерна. Швартау называет ее очень перспективной для юга и связывает ее с восстановлением животноводства. Она используется как высокопротеиновый зеленый корм и сенаж для скота, одновременно восстанавливающий плодородие и структуру истощенных почв. А животноводство дает возможность возвращать в аграрную систему органические удобрения.

Это решает еще одну проблему украинской почвы. По словам Швартау, многие годы органические удобрения вносились недостаточно, из-за чего микробиологическая активность почвы снизилась. Поэтому будущая аграрная корзина — это не только ответ на вопрос "что выдержит жару".

Еще одним вариантом является мискантус – для производства биотоплива. Он применяется как экологичное биоэнергетическое сырье для производства топливных пеллет, брикетов, а также целлюлозы и биопластика.

Селекция уже работает над "новой пшеницей"

Украинская селекция постепенно меняет пшеницу под условия, в которых ей придется расти. Речь идет не только о засухоустойчивости. Новые сорта должны лучше использовать воду и азот, выдерживать болезни и резкие изменения погоды. Одним из важных направлений селекции на засухоустойчивость является создание сортов с сокращенным периодом вегетации, что позволяет растениям завершить формирование и налив зерна до наступления периода критической нехватки влаги.

Также селекционеры ищут нужные свойства не только среди известных сортов, но и у диких родственников зерновых культур.

"Сейчас стоит вопрос широкого использования диких родственников зерновых культур для межвидового скрещивания и сосредоточения их генов в культурных сортах с тем, чтобы повышать их засухоустойчивость, повышать качество и показатели устойчивости к болезням", — говорит Якимчук. В то же время сама генетика не решит все проблемы. По словам Швартау, растение нужно сделать более эффективным в целом — чтобы оно лучше использовало доступный азот и было более устойчивым к болезням. Тогда потребность в пестицидах и других средствах защиты может уменьшаться.

Проблемы растениеводства – не только в изменении климата

Изменение климата далеко не единственная проблема, с которой сталкивается украинское растениеводство. Швартау называет три особо серьезных:

• микотоксины,
• неэффективное использование удобрений
• резистентные сорняки.

Пока не решена проблема микотоксинов — токсичных веществ, которые образуются при поражении растений головневыми и сапротрофами. Средства борьбы, от выбора сортов, агротехники до фунгицидов не позволяют сегодня гарантированно предотвратить накопление токсикантов в урожаях. Они нужны всем культурам, ведь микотоксины могут поражать и пшеницу, и кукурузу, и рис.

Вторая проблема — азотные удобрения. Речь идет не только об их стоимости или дефиците. Часть внесенного азота просто не усваивается растениями. "Международная статистика гласит, что эффективность использования азота не превышает 30%", — акцентирует ученый.

Есть и другая проблема — избыток азота при определенных условиях может влиять уже не только на урожайность, но и качество продукции.

"Если мы вносим минеральный азот, а растение при определенных условиях — в зависимости от сорта, температуры и высокого уровня солнечного излучения — не может преобразовать эти соединения в пептиды и белок, то они сохраняются в виде аминокислот. Аминокислоты в пшенице — это фактически один аспарагин. А аспарагин, как только мы выпекаем хлеб, количественно превращается в акриламид — канцерогенное соединение", — объясняет опасность чрезмерного увлечения удобрениями Швартау и отмечает, что исследования в этом направлении активно ведутся.

Третья проблема — сорняки, не реагирующие на гербициды. Скорость, с которой формируется такая стойкость, сама по себе становится проблемой для аграриев.

Так что будущее растениеводства зависит не только от создания новых сортов. Нужны также более точное земледелие, более эффективные системы питания, микробиологические препараты и азотфиксаторы, которые помогут получать больше урожая из меньшего количества ресурсов.

Этот материал — второй в цикле о будущем Украины как агространы. Первый доступный по ссылке: Не только пшеница и подсолнечник: какие культуры станут золотой жилой для Украины после войны