Новости
01.12.2016


29.11.2016


29.11.2016


29.11.2016


28.11.2016


15.12.2015

Стратегия адаптивной интенсификации растениеводства базируется на эффективном использовании адаптивного потенциала как культивируемых растений, так и других биологических компонентов агроэкосистем. Последние (почвенная микрофлора, орнито- и энтомофауна и др.) относятся к элементам природы и, по выражению К. Маркса, «...ничего не стоя, являются даровой естественной производительной силой труда...». И все же в биологизации и экологизации интенсифика-ционных процессов в растениеводстве ведущая роль принадлежит селекции, ориентированной на устойчивый рост величины и качества урожая, ресурсоэнергоэкономичность, природоохранность и рентабельность. По имеющимся оценкам, вклад селекции в повышение урожайности важнейших сельскохозяйственных культур за последние 30 лет оценивается в 30-70%. Особенно большую роль в увеличении производства продуктов растениеводства (включая пищу и сырье) в XX столетии сыграло использование эффекта гетерозиса. Не менее важным достижением селекции явилось выведение сортов и гибридов, устойчивых к действию абиотических и биотических стрессоров. Об этом наглядно свидетельствуют выдающиеся успехи в производстве пшеницы, кукурузы, риса, ячменя, подсолнечника, сорго, люцерны, овощных и плодовых культур. Так, по данным Kuhr et al., рост урожайности с 40,7 до 59,5 ц/га за период 1970-1983 гг. сортов озимой пшеницы в системе международной оценки (IWWPN) обусловлен на 43% селекцией и на 57% улучшением агротехники (механизации, внесения больших доз удобрений, мелиорантов, пестицидов, орошения). В Англии за период 1947-1975 гг. рост урожайности пшеницы составил 84%, из которых 50% приходилось на селекцию. На счет селекции относят 50-55% роста урожайности пшеницы и в США. Однако, как отмечают Feyerherm et al., рост урожайности, например, пшеницы наблюдается в тех почвенно-климатических зонах, где действие ограничивающих (лимитирующих) факторов среды было наименьшее. Кроме того, с ростом урожайности пшеницы зачастую увеличивается и содержание белка в зерне. При этом вновь создаваемые сорта и гибриды обычно приспособлены к преобладающей среде, в т.ч. узкому или широкому диапазону сред; соответствующим климатическим и эдафическим зонам и т.д. Заметим, что на первых этапах селекции питательные свойства, вкус и другие показатели сельскохозяйственной продукции играли лишь вторичную роль. Национальные привычки формировались в соответствии с адаптивными особенностями наиболее широко возделываемых в той или иной стране культур, а не наоборот. Лишь в более поздний период, когда возможности человека по регуляции условий среды значительно возросли - социальные, диетические и другие факторы стали приобретать более важное, а нередко и решающее значение. Известно, например, что для жителей Африки основную роль в питании играет потребление проса и сорго; пшеницу здесь возделывают только в условиях орошения и т.д.
Именно за счет селекции были получены сорта пшеницы, риса и других культур, обеспечившие рекордную урожайность, изменение границ экономически оправданного выращивания культур (их «осеверение», освоение аридных зон), повышение качества урожая и т.д. В числе таких мировых шедевров селекции - сорта пшеницы Безостая 1, Мироновская 808, Саратовская 29, Московская 39 и др. В Международном институте риса был создан сорт ИР 58, обладающий не только высокой урожайностью, но и толерантностью к различным неблагоприятным факторам внешней среды. Одной из основных особенностей этого сорта была его скороспелость (95-100 дней). И все же следует учитывать, что даже наиболее удачные сорта и гибриды в настоящее время сохраняются в производстве не более 5-6 лет, в т.ч. вследствие потери устойчивости к поражению болезнями и вредителями. Поэтому интенсивная селекция должна вестись постоянно, причем во всевозрастающем масштабе. Как справедливо считал С. Бороевич, «селекционер всегда находится лишь в начале пути».
Наиболее характерной особенностью высокоурожайных сортов и гибридов растений является изменение в распределении сухого вещества, т.е. индекса урожая. Именно этот показатель и стал самым важным показателем различий между старыми и современными сортами. Очевидно, что дальнейшее повышение урожайности для культур уже с достигнутым высоким индексом урожая (картофель - 81%) оказывается особенно трудной задачей. Одновременная селекция на устойчивость сортов и гибридов к экологическим стрессам наиболее эффективна за счет адаптации «критических» стадий развития и роста растений применительно к особенностям почвы и погоды каждой зоны. При этом расширение диапазона экологической устойчивости культурных видов, в т.ч. и освоение ими новых земледельческих зон, зависит прежде всего от степени их конститутивной онтогенетической приспособленности, а затем уже от улучшений в распределении ассимилятов, рассматриваемых уже в качестве второго этапа селекционной работы. Основным механизмом повышения экологической устойчивости оказывается избежание действия, например, засухи за счет более раннего появления початков, созревания урожая и т.д. Особенно важно увеличить урожайность за счет изменения индекса урожая кормовых культур. В целом же следует учитывать, что в основе дальнейшего повышения адаптивного и адаптирующего потенциала сортов и гибридов (их потенциальной продуктивности, экологической устойчивости и средоулучшающих свойств) той или иной культуры лежит ее биоэнергетический потенциал.
Согласно имеющимся прогнозам, к 2020 г. мировая потребность в пшенице будет на 40% выше их нынешнего уровня. Между тем трудности в решении этой задачи обусловлены такими абиотическими стрессорами, как аридизация климата, ограниченный доступ пресной воды, закисление и защелачивание почвы и др. Особую опасность представляют также такие болезни, как бурая и желтая ржавчины, а также фузариоз колоса, хотя и имеются данные, что при поражении культурных растений вредителями последние увеличивают синтез веществ, обеспечивающих устойчивость, однако при этом происходит снижение урожайности, поскольку выработка таких веществ истощает запасы первичных ассимилятов в самих растениях.
Адаптивная система селекции растений базируется на комплексе знаний синтетической теории эволюции, физиологии, биохимии, цитологии, генетики и других наук. Одновременно громадные массивы данных, полученных в результате селекционных исследований, постоянно питают это направление полезнейшей информацией, особенно в плане реальных возможностей управления изменчивостью и наследованием высших организмов. Речь, в частности, идет о широком использовании методов межвидовой и межродовой гибридизации, сложной ступенчатой гибридизации, индуцированного рекомбиногенеза, мутационной изменчивости и др. Теория и практика селекции является накопителеми так называемых «рассеянных знаний», полученных безымянными селекционерами в течение тысячелетий. Отдавая приоритет искусственному отбору хозяйственно ценных форм, селекционеры традиционно учитывали «формирующее» влияние абиотических и биотических факторов внешней среды. Именно по этой причине наиболее прогрессивные селекционные школы уделяли особое внимание использованию местных сортов и естественному отбору, приведшему, в конечном счете, к пониманию необходимости сохранения генофонда растений, как важнейшего условия выживания человечества, и созданию широкой эколого-географической селекционной сети.
В то же время нельзя не отметить, что ошибки и недальновидность во многих селекционных программах стали причинами кризисных событий в мировом растениеводстве к концу XX столетия. Так, главной причиной глобальных эпифитотий и панфитотий южного гельминтоспориоза на гибридной кукурузе и листовой ржавчины на сортах пшеницы, оказалась генетическая однородность широко распространенных сортов и гибридов. Односторонняя селекция на высокую потенциальную урожайность новых сортов привела к потере их устойчивости к действию многих абиотических и биотических стрессоров, особенно по сравнению с местными сортами, а во многих случаях и снижению показателей качества урожая. Наконец, широко известны «уроки» зеленой революции, хотя и позволившей на определенный период улучшить положение с производством зерна, но одновременно ставшей причиной:
- потери ценнейшего генофонда местных сортов и популяций культурных растений;
- резкого увеличения («экспоненциальному росту») затрат ископаемых ресурсов и энергии на каждую дополнительную единицу урожая, в т.ч. и пищевую калорию;
- снижения экологической устойчивости техногенно-интенсивных агроценозов и всевозрастающей их зависимости от применения техногенных средств интенсификации;
- существенного усиления процессов загрязнения и разрушения природной среды.
К сожалению, эти негативные тенденции в мировом растениеводстве в последующие десятилетия так и не были преодолены. Ранее мы уже отмечали общие тенденции к снижению темпов роста урожайности таких важнейших зерновых культур, как пшеница, кукуруза и рис, увеличению числа голодающих (до 2 млрд человек), а также масштабов разрушения и загрязнения биосферы, быстрой исчерпаемости ископаемых ресурсов, сохранению громадных (до 30-40%) потерь урожая важнейших сельскохозяйственных культур, несмотря на всевозрастающие количество и ассортимент применяемых пестицидов, все большей зависимости вариабельности величины и качества урожая от погодных флуктуаций, а также глобальных и региональных изменений климата и т.д.