Селекція і насінництво в Україні: дефіцит коштів та науковці-ентузіасти

Утім, без фінансової підтримки з боку держави наукові установи залишаються один на один зі своїми ініціативами та напрацюваннями.

Директор Інституту рослинництва ім. В. А. Юр’єва НААН України Віктор Кириченко виступив з доповіддю щодо селекції та насінництва зернових культур, основні тези якої ми підготували для вас у нашому блозі.

Селекціонери — ентузіасти

Про те, що процес виведення нових сортів — справа не з простих, науковці зазначають відразу.

«Селекція за одну мить не робиться. Це роки кропіткої системної цілеспрямованої роботи багатьох поколінь, це конвеєр, на якому перевіряються мільйони рослин на придатність сформувати високий урожай в різні роки. Україна має потужні наукові центри селекції, де самовіддано, творчо та результативно працюють ентузіасти, які, не зважаючи на усі негаразди виконують завдання програм наукових досліджень на високому рівні. Саме селекція, насінництво та сортооновлення сільськогосподарських культур є не тільки важливою ланкою сільськогосподарського виробництва, а й інноваційним напрямом розвитку аграрного виробництва, джерелом фінансової стабільності та отримання прибутків в агробізнесі», — зазначає директор Інституту рослинництва ім. В. А. Юр’єва НААН України Віктор Кириченко.

Для забезпечення посіву прогнозованих площ на період до 2020 року необхідно мати щороку до 4,0 млн т високоякісного насіння зернових культур, з них 1,8-1,9 млн т озимих та 1,2 млн т ярих зернових. Нині у науково-дослідних установах НААН виробляється близько 140 тис. т елітного насіння, в тому числі 100 тис. т озимих культур, що є основою успіху стабільного зерновиробництва.

Утім, дефіцит коштів на фундаментальні дослідження, постійне скорочення фінансування цих напрямів призводить до втрат передових позицій вітчизняної селекції. Відтак, науковці Національної академії аграрних наук України поділилися своїм баченням вирішення цієї проблеми.

Пшениця м'яка озима

До Державного реєстру сортів рослин, придатних для поширення в Україні внесено 320 сортів пшениці м’якої озимої. З них 204 або 60 % на 2016 рік визначено як сильні пшениці. У порівнянні з набором сортів, наявним у 90-ті роки минулого сторіччя, помітне як суттєве збільшення кількості сортів, дозволених до вирощування (у 10 разів), так і зростання відсотку сортів з показниками якості сильних пшениць. Урожайність сортів пшениці зросла з 3,3 до 8,4 т/га. Але потенціал продуктивності у виробництві реалізується не більше, ніж на половину. За реалізацією потенціалу продуктивності ми помітно поступаємося провідним виробникам пшениці у світі, особливо Канаді та Франції. Потребує розширення сортового складу пшениць за напрямами використання.

Стратегічні напрями селекції пшениці м’якої озимої

• Генетична стратегія поліпшення пшениці (поліпшення хлібопекарської якості шляхом використання Gli/Glu алелів (гліадианів/глютенінів) з екстра-експресією, амфіплоїдів-синтетиків ААВВDD типу, геном D — ключовий геном пшениці, відповідальний за її головні агрономічні характеристики)
• Створення сортів круп'яного напряму використання (основа чорнозерна пшениця)
• Створення сортів високоамілозної пшениці — радикальний шлях поліпшення харчової цінності зерна пшениці
• Створення гібридів та трансгенних сортів пшениці

Жито

За останні 30 років у світі та Україні створено високогетерозисні гібриди жита озимого. Лідерами у цьому напрямі є Німеччина, Польща та Україна. В останні роки гібриди створено в Білорусі та Росії. В Україні впродовж останніх 15 років, щодо вирощування жита, спостерігається негативна тенденція. Посівні площі скоротилися з 669 тис. га у 2000 році до 151 тис. га у 2015 році, але за рахунок підвищення урожайності та впровадження у виробництво гібридів, при зменшенні посівних площ валові збори зерна жита скорочуються повільно.

У галузі насінництва та селекції жита науковці пропонують такі кроки:

• Сорти та гібриди за призначенням: хлібопекарського, кормового, виробництва біоетанолу та біогазу
• Розширити використання різних плазм жита озимого, які відрізняються від PAMPA типу
• Оптимізувати висоту рослин при збереженні високої продуктивності
• Створення сортів та гібридів з низькою активністю ферменту альфа-амілази та високим числом падіння, що забезпечить високу стійкість до проростання зерна в колосі

Тритикале

Культура тритикале у сільськогосподарському виробництві світу, чого не можна сказати про Україну, займає з кожним роком більш помітне місце. Станом на 2016 рік площі посівів тритикале досягають 4,0 млн. га, в Україні навіть не проводиться по ціій культурі статистика площ та валових зборів. У світі основними галузями використання зерна тритикале є кормовиробництво, харчова та технічна промисловість. В умовах загострення проблеми залежності зернового господарства від зовнішнього середовища (жорсткі умови зимівлі, посухи, епіфітотії хвороб) саме з тритикале пов’язують реальну можливість поєднання на більш високому, ніж у пшениці, рівні адаптивних властивостей, урожайності, якості зерна і забезпечення суттєвого підвищення виробництва екологічно чистих біопродуктів.

• Сорти за напрямом використання — кормового, спирто-дистилятного, харчового
• Використання хромосомного заміщення 5B(5D) для посилення генетичної варіабельності тритикале
• Створення тритикале ваксі — шлях до радикального поліпшення ферментабільності зерна
• Сорти тритикале дворучки універсального призначення
• Низькостеблові зернові сорти універсального призначення
• Створення гібридів першого покоління з високим ефектом гетерозису та цінними господарськими ознаками

Яра пшениця

В останні роки площа під ярою пшеницею в Україні значно зменшилась, зокрема за останні 5 років — майже удвічі. Проте, слід відмітити значне зростання урожайності. У 2014 році завдяки сприятливим ґрунтово-кліматичним умовам вона становила в середньому по Україні 3,81 т/га, тоді як урожайність озимої пшениці була на рівні 4,04 т/га. Незначна різниця між урожайністю озимої та ярої пшениці засвідчує високий потенціал урожайності сортів ярої пшениці та покращення технології вирощування культури.

Сучасні високоінтенсивні сорти ярої пшениці дають можливість за сприятливих умов отримувати до 8 т/га зерна. Щоб підвищити зацікавленість товаровиробників аграрної галузі, необхідно спрямувати зусилля на вирішення наступних пріоритетних проблем.

Стратегічні напрями селекції пшениці ярої

• Сорти для вирощування за інтенсивними технологіями
• Початок селекційної роботи з новими для України культурами, зерно яких має дієтичні та лікувальні властивості
• Створення сортів ярої пшениці з крохмалем типу ваксі (з нульовим вмістом амілози) для виготовлення пластівців, сухих сніданків з дієтичними та лікувальними властивостями
• Гібриди на основі ЦМС та ядерної чоловічої стерильності
• Стійкі до вилягання шляхом скорочення довжини стебла пшеничної рослини та його зміцнення
• Стійкі до біотичних та абіотичних чинників

Інновацією Інституту рослинництва ім. В. Я. Юр’єва НААН є перший в Україні сорт пшениці полби звичайної Голіковська, який характеризується голозерністю на рівні 85%, підвищеним вмістом білка, стійкістю проти вилягання, збудників бурої іржі та твердої сажки, що дозволяє вирощувати його без застосування пестицидів. Це дозволяє отримувати екологічно безпечну сировину і забезпечує культурі полби привабливість для органічного землеробства.

Ячмінь

Ячмінь в Україні займає 12 % загальної посівної площі. За останні роки площі під ячменем відчутно скоротилися у 1,8 разів (від 5,80 млн га у 2003 році до 3,20 млн га у 2016 році) за рахунок розширення площі посіву під кукурудзою (у 3,1 рази), соняшником та соєю. Але урожайність зросла до 3,13 т/га.

В Україні селекція ячменю ярого має значні досягнення. Вітчизняні селекційні здобутки конкурують з досягненнями селекціонерів Німеччини, Франції, Чехії, Данії, Нідерландів, Канади, Великої Британії, Росії та інших країн. В Україні селекцією ячменю ярого займаються 11 установ мережі НААН, два вищих учбових заклади та три приватні фірми. Найбільших успіхів досягли селекціонери Селекційно-генетичного інституту (18 сортів внесено до Реєстру) та Інституту рослинництва ім. В. Я. Юр’єва (14 сортів).

Стратегічні напрями селекції ячменю ярого та озимого:

Сорти за напрямом призначення: кормового, пивоварного, харчового- Створення сортів голозерного ячменю (ярий (тип колосу — безостий і дворядний, напрям призначення — харчовий), озимий (тип колосу — безостий шестирядний/дворядний, напрям призначення — кормовий), високоамілозний, низькофітатний, ячмінь з клейковинними білками пшениці)

• Сорти стійкі до біотичних та абіотичних чинників
• Сорти ячменю озимого з підвищеною морозо- та зимостійкістю
• Створення гібридів першого покоління з високим рівнем прояву гетерозису

Залишитись без зернобобових

Щорічно площі під зернобобовими культурами (крім сої) в Україні продовжують катастрофічно зменшуватись, що створює загрозу екологічного та продовольчого характеру.

Також поступово зменшується частка сортів, створених в селекційних установах НААН по більшості стратегічно важливих культур. В першу чергу внаслідок збільшення кількості іноземних сортів, що негативно відображається на вітчизняній селекційній діяльності вітчизняних наукових установ. Відтак, науковці НААН України випрацювали план дій у цьому напрямку.

Зернобобові:

• селекція на підвищену азотфіксацію;
• створення сортів: з підвищеними рівнем адаптивності протягом тривалості, як всього вегетаційного періоду, так і по окремих фазах онтогенезу;
• з підвищеною холодостійкістю на ранніх етапах розвитку (для проведення посіву в ранні строки);
• з нейтральною реакцією на фотоперіод;
• придатних до механізованого збирання;
• імунних до грибкових і бактеріальних хвороб;
• з високими кулінарними, смаковими і поживними якостями.овочевого напряму використання;
• розширення ареалу вирощування

Горох:

• зерновий напрям використання: стійкість до обсипання насіння (ген def), стійкість до вилягання (ген le, af), багатоплідність (ген fnfna);
• зерноукісний напрям використання: листочкового (безлисточкового) типу (ген Af (af), стійкі (нестійкі) до обсипання насіння (ген Def (def), подовжене стебло (ген Le);
• харчового та технічного напрямів використання: генетичне поліпшення вуглеводного, білкового, ліпідного комплексу насіння гороху (гени r, rb)Сої:
• зі зміненим жирнокислотним складом олії, сортів харчового напряму використання;
• з поліпшеним амінокислотним складом білка, з високим вмістом токоферолів в олії;
• зернового та зернокормового (універсального) напрямів використання методами гібридизації та індукованого мутагенезу.

Нут:

• з комплексом ознак (висока продуктивність, двобобовість, крупнонасінність, стійкість до хвороб)
• на стійкість до хвороб (кореневі гнилі, аскохітоз) Квасолі:
• підвищена насіннєва продуктивність
• створення сортів з коротким вегетаційним періодом (70-90 діб)

Круп’яні культури

Виробництво круп’яних культур в Україні відноситься до традиційних галузей сільського господарства. Сьогодні найпоширенішими круп’яними культурами в Україні є просо, гречка, рис. Площі посіву цих культур постійно зменшуються. Зокрема, площі під просом з 377 тис. га у 2004 році зменшились до 104 тис. га у 2016 році.

З 528,9 тис. га гречки у 2000 році станом на 2015 рік залишилося 127,7 тис. га. Так само зменшилися і площі посіву рису: з 23,0 тис. га у 1995 році до 20,0 тис. га у 2015 році. Натомість урожайність сортів за цей період збільшилась з 1,7 до 1,9 т/га, 0,75 до 1,0 т/га та 3,64 до 5,34 т/ га відповідно.

Стратегія селекції круп’яних культур:

Просо:

• Генетичне поліпшення сортів орієнтованих на отримання сировини для виробництва високоякісних харчових, фармацевтичних, кормових та технічних продуктів природного походження
• Створення сортів з вмістом крохмалю амілопектинового напряму використання

Гречка:

• Створення ранньо- і середньостиглих детермінантних сортів з високою озерненістю рослин інтенсивного типу з високою реакцією на добрива, відносно стійкий проти вилягання та обсипання, з високою вирівняністю зерна (80-90 %) і потенціалом врожайності 45 ц/га.
• Синтетичні сорти гречки
• Сорти зі стійкістю до осипання зерна, обмеженим гілкуванням, високими технологічними та поживними властивостями зерна (легкість лущення, його вирівняність і крупність, вихід крупи і ядриці, крупність ядра, кулінарна оцінка крупи, плівчастість, маса 1000 зерен)

Рис:

• Створення високопродуктивних і високоякісних сортів рису
• Пошук донорів стійкості до збудника пірикуляріозу
• Створення високопродуктивних сортів рису, придатних для вирощування при краплинному зрошенні.
• Гетерозисна селекція
• Створення високоамілозних сортів рису

Основна стратегія

Останнім часом рівень урожайності зернових поступово зростає, не дивлячись на те, що площі під зерновими практично не змінюються. Наприклад, у 2014 році урожайність зернових складала 1,85 т/га, тоді як у 2015 цей показник виріс до 4,4 т/га. Це свідчить про високу продуктивність сортів та вдалі напрацювання селекціонерів. Тим не менше, галузь потребує модернізації. Відроджувати українську селекцію науковці НААН пропонують такими кроками:

• Створення ефективної мережі селекційних потужних наукових установ НААН
• Фінансування наукових установ НААН на конкурсній основі
• Модернізація та оновлення матеріально-технічної бази наукових установ та мережі
• Підвищення ефективності підготовки наукових кадрів, забезпечення їх умовами для проживання
• Розширення повноважень головних установ з координації завдань програм наукових досліджень
• Удосконалення правових аспектів діяльності науково-дослідних установ НААН та їх гармонізація з європейськими стандартами на основі державно – приватного партнерства.

Схожі напрацювання мають і щодо галузі насінництва:

• Удосконалити нормативно-правову базу, що регламентує галузь, та налагодити ефективний контроль за суворим дотриманням її вимог на усіх рівнях
• Розробка нових та покращення існуючих методів (покращання посівних і урожайних властивостей насіння при їх формуванні на материнських рослинах, післязбиральному обробленні та зберіганні, прискорене розмноження насіння нових сортів і гібридів, насіннєвий контроль, сучасні, адаптовані до міжнародних вимог стандарти на насіння)
• Удосконалення технологій вирощування насіння різних сільськогосподарських культур з використанням ростактивуючих сполук та хелатних добрив
• Відновити програму державної підтримки виробництва насіння високих генерацій та створення і зберігання насіннєвих фондів на конкурсній прозорій основі
• Адаптувати галузь насінництва України до відповідних світових вимог з виробництва і сертифікації насіння, приєднання до усіх насіннєвих схем OECD
• Зміцнити експортний потенціал українського насіння за рахунок підвищення його конкурентоспроможності в частині якості, а також усунення бюрократичних бар'єрів виходу насіннєвої продукції на міжнародний ринок
• Систематично проводити сортооновлення та сортозміну, використовуючи при цьому насіння виключно високих генерацій, гібридів F1 та першої і другої генерації у самозапильних культур
• Модернізувати насіннєочисні лінії для підготовки добазового та базового насіння в установах НААН

«Адам Сміт ще у 1776 році (240 років тому) підкреслив «… що найперша життєва потреба людства — харчування. Тому, основою народного багатства є сільське господарство. Лише при квітучому землеробстві може нормально розвиватись промисловість, і, лише при високорозвиненій промисловості стає вигідне для країни вивезення на зовнішні ринки. Такий природний порядок зростання багатства народів».

Інноваційний розвиток будь якої галузі потребує державної підтримки на високому рівні. Інновації виступають основою підвищення ефективності сільськогосподарського виробництва шляхом розробки нових селекційних технологій та створення високопродуктивних сортів і гібридів», — завершив свою доповідь директор Інституту рослинництва ім. В. А. Юр’єва НААН України Віктор Кириченко.

Тож як буде виживати українське насінництво та селекція наступного року і чи знайдуть додаткові кошти з держбюджету на підтримку наукових установ, які з часом все більше стають схожими на музеї?