Фотосинтез - основа сортов будущего

А.В.Амелин
д.с.-х.н., руководитель

Е.И.Чекалин
к.с.-х.н., старший научный сотрудник,
Центр коллективного пользования «Генетические ресурсы растений и их использование», Орловский государственный аграрный университет имени Н.В. Парахина

За последние 50-60 лет сельскохозяйственное производство достигло огромных результатов в плане повышения урожайности полевых культур.

Однако при этом отмечаются такие негативные тенденции, как увеличение химико-техногенной нагрузки на агроценозы, рост ресурсных и энергетических невосполняемых затрат на единицу продукции; усиление экологической опасности и вариабельности урожайности по годам, рост генетической уязвимости, эффекты «пестицидного бумеранга» и «эволюционного танца» в системе «хозяин – паразит», выраженная экспансия зарубежных сортов по ряду сельскохозяйственных культур (Жученко, 2001, 2004).

Одна из главных причин заключается в том, что современные сорта эффективно могут реализовывать свой биологический потенциал лишь при высокой культуре земледелия с использованием высоких доз минеральных удобрений и большого количества средств защиты растений, в оптимальную по увлажнению и температуре воздуха погоду (Лысак, 1979; Неттевич, 1979,1987; Молчан, Ильина, Кубарев, 1996; Амелин, 1994, 1999, 2001, 2012; Thompson, 1975; Kraft, Dharmadhikari, 1984; Monteith, 2014).

Согласно нашим экспериментальным данным, это обусловлено недостаточным запасанием ими солнечной энергии и низкой эффективностью ее использования. Изменить ситуацию мы предлагаем за счет создания сортов нового поколения – с повышенной эффективностью использования возобновляемого природного источника энергии – фотосинтеза (Амелин, Чекалин, 2016).

К.А.Тимирязев (1948) указывал, что каждый луч солнца, не пойманный зеленой поверхностью растительного покрова – это богатство, потерянное навсегда. К сожалению, КПД использования ФАР современными фитоагроценозами составляет всего 05-1,5%, в лучшем случае 2%, тогда как эту величину реально можно довести у С3 растений до 4-5%, а С4 – 6%. Ученые считают, что если удастся это сделать, то урожайность возделываемых сельскохозяйственных культур приблизится к максимально возможной (Мокроносов, 1981; Ничипорович, 1977; 1979; Ortetal, 2015).

По мнению академика А.А.Жученко (2004), повышение эффективности использования неисчерпаемых ресурсов – солнечной радиации через управление фотосинтезом (увеличение КПД ФАР), позволит создать не только эффективное, но и адаптивное растениеводство.

Данное мнение во многом согласуется и со взглядами ученых за рубежом, которые считают, что улучшение показателей фотосинтеза дает новую возможность в обеспечении скачка урожайности, необходимого сейчас всему миру (Xin-GuangZhu, Long, Ort, 2008, 2010).

Учитывая вышеизложенное, нами был разработан комплексный Проект под названием «Создание высокотехнологичного сельскохозяйственного производства на основе выведения и внедрения сортов с повышенной эффективностью использования возобновляемого природного источника энергии – фотосинтеза». Его уникальность состоит в том, что впервые в России планируется создать сорта нового поколения, формирующие высокий, стабильный и качественный урожай за счет эффективного использования фотосинтеза. Это даст возможность существенно повысить эффективность селекции и конкурентную способность отечественного сельскохозяйственного производства в целом, так как сорта такого типа позволят получать не только высокую, стабильную, качественную, но, что очень важно,экологически безопасную урожайность, вследствие эффективного использования элементов минерального питания и запасов продуктивной влаги почвы при минимальном применении химических средств защиты растений.

Планируемые к созданию новые сорта с повышенной активностью и эффективностью фотосинтеза, будут достаточно востребованы ввиду возрастающего мирового спроса на качественную и экологически безопасную продукцию (http://www.foodmarket.spb.ru/current.).

Создание сортов нового типа будет опираться как на общепринятые способы учета традиционных признаков (элементы структуры урожая, морфология), так и экспресс- методы оценки селекционного материала по комплексу специфических характеристик активности фотосинтетической деятельности растений: фотохимическое и нефотохимическое тушение; квантовый выход света; интенсивность газообмена СО2 и транспирации; устьичное сопротивление; норма реакции фотосинтетической системы генотипов на освещение, концентрацию в воздухе молекул углекислоты, температуру и увлажнение воздуха.

Технико-экономический эффект проекта: экологизация сельскохозяйственного производства и обеспечение рационального природопользования; стабилизация по годам формируемой урожайности за счет повышения устойчивости к экстремальным факторам погоды - на 40-50%;повышение ресурсосбережения (на 15-20%) за счет более эффективного использования минеральных удобрений и запасов продуктивной влаги в почве (повышение на 15-25%); получение качественной и экологически безопасной сельскохозяйственной продукции посредством снижения использования средств защиты растений на 50-60%; сокращение сроков создания новых сортов (на 1-2 года); снижение себестоимости сорта (на 15-20%).

Вклад Проекта особо будет ценен в повышение продовольственной безопасности Российской Федерации и Программу импортозамещения в сфере производства семенного материала и селекционных достижений.

Поделиться статьей:

Другие статьи из журнала:

Ремонт лугов

Цель улучшения и обновления лугов – сохранение и восстановление многолетнего продуктивного лугового дерна. Из-за ненадлежащего ухода на многих лугах высока доля пустот и недостаточно растительности. Такие луга и пастбища требуют улучшения или обновления путем досева или пересева.

«Агрорусь»: вехи истории

«Агрорусь»: вехи истории

Т.А.Марьина

Откуда взялась выставка? Сначала родилась идея. У ее истоков стоял московский журналист, он же – президент Московской сельскохозяйственной компании Леонид Комаровский.

Инновации: Murska W-Max

Инновации: Murska W-Max

На выставке EuroTier 2016 года как всегда было представлено много инновационных решений для разных сфер аграрного сектора. Но были и такие фирмы, на стенде которых можно было увидеть только новинки.