КИЇВСЬКІ ПШЕНИЦІ ІНТЕНСИВНИХ ТЕХНОЛОГІЙ І НАДВИСОКИХ ВРОЖАЇВ

Завдяки інноваційним розробкам Інституту фізіології рослин і генетики НАН України вітчизняна наука здатна забезпечувати запити аграріїв на десятиліття наперед — урожай їхніх сортів пшениці у 8,0-10,0 т/га сьогодні є звичним, а 14,0 т/га — цілком реальним! Наразі кожна третя зернинка в українському буханці — розробка ІФРГ.

В умовах глобалізації світової економіки, невідворотних змін клімату і зростання чисельності населення планети на перший план виходять сільгоспкультури, стійкі до всіх чинників середовища (насамперед, абіотичних), що здатні забезпечити стабільно високі і водночас поживні врожаї.

У цьому напрямку наполегливо працює світова наука. Тому задача вченого створювати сорти, що відповідатимуть запитам навіть не завтрашнього дня, а на десятиріччя наперед. Однак це дуже складно, адже створення сорту потребує 10-15 років. «Тому останніми роками класична світова селекція перейшла на молекулярний рівень досліджень, що базується на використанні можливостей біотехнології, генетичної інженерії, технології редагування геному», — зазначає директор ІФРГ НАН України, академік НАН, Герой України Володимир Моргун.

Президент НАН України академік НАН України Борис Патон спрямував роботу НАН так, щоби пріоритетні напрями фундаментальних досліджень академічних наукових установ вирішували також і вагомі питання економіки країни. Тож створені опорні пункти та базові господарства Інституту в основних кліматичних регіонах України забезпечили надійне підґрунтя у виконанні прикладних інноваційних досліджень.

Нині наукові дослідження ІФРГ НАН охоплюють майже всі сторони життєдіяльності рослин. Інститут тісно співпрацює з науковими установами НААН України, університетами, численними вітчизняними та іноземними агрофірмами та агрохолдингами. Його наукові відділи складаються з висококваліфікованих науковців, вони забезпечені сучасними лабораторними приладами та селекційною технікою. Тому інноваційні розробки Інституту дозволять українським аграріям гідно протистояти світовим викликам сьогодні і в майбутньому.

Стратегічна сільгоспкультура

Забезпечення людства продовольством — це глобальна світова проблема, вирішення якої лежить в площині не лише економіки, а й великої політики.

Серед провідних країн-виробників аграрної продукції Україна стрімко рік від року збільшує свій внесок у забезпечення продовольчої безпеки світу. Торік наші аграрії зібрали рекордний урожай зернових і зернобобових — 75,1 млн т за середньої врожайності 4,93 т/га, із них пшениці — 28,1 млн т. Світове виробництво пшениці сягає 750,5 млн т за врожайності 3,4 т/га. Середня врожайність пшениці в Україні становила 4,25 т/га, найбільше збіжжя 2019-го отримали аграрії Хмельницької — 5,93 т/га, Вінницької — 5,68 т/га та Черкаської — 5,53 т/га областей. Це вже європейський рівень врожайності. В Україні пшениця займає 6629,2 тис. га, або 46% посівних площ зернових і зернобобових культур.

За останній рік Україна експортувала сільгосппродукції на $22,2 млрд, де левову частку складало зерно. Агроекспорт забезпечив 44% валютних надходжень до держбюджету, що дозволяє стверджувати, що АПК став одним із головних чинників зростання економіки та міжнародної репутації нашої країни.

Доклалися до зростання престижу вітчизняного аграрного сектору і розробки Інституту фізіології рослин і генетики НАН  України.

Традиційними для Інституту є щорічні Дні поля, покликані теоретично і практично ознайомити численну аудиторію агровиробників із новітніми сортами та новими технологіями у рослинництві. Ці заходи зазвичай широко висвітлюються пресою. Однак цей рік є особливим, зазначає Володимир Моргун, тому для запобігання поширенню коронавірусу було вирішено провести окремо сім засідань — науково-практичних конференцій в усіх природно-кліматичних зонах України, в окремі дні по одній обмеженій групі учасників. Це дозволило фахівцям Інституту і агровиробникам більш детально обговорити нагальні проблеми у науковій і виробничій сфері. Підсумками проведеної роботи В. Моргун і вчені Інституту поділилися з представниками профільних видань. «Агропрофі» постійно висвітлює проведення науково-практичних конференцій ІФРГ НАН, тож і цей рік не став виключенням. Пропонуємо вашій увазі стислий матеріал цієї зустрічі.

Хочеться наголосити, що селекції рослин (пшениця, кукурудза тощо) Володимир Васильович Моргун присвятив все своє свідоме життя — понад 62 роки. За цей час йому з колегами вдалося створити 156 зареєстрованих сортів і гібридів, які вже 42 роки висіваються щорічно на полях України та країн СНД на площі від 1 млн га до 5,5 млн га. «Все моє життя я мріяв нагодувати людей хлібом у широкому розумінні цього слова, який тисячі років поспіль був і залишається головною складовою людського достатку», — зізнається він.

Сорти з принципово новими властивостями

Серед різноманітної тематики наукових досліджень Інституту головні досягнення стосуються генетичного поліпшення рослин.

«Сучасні методи дозволяють створювати сорти рослин з принципово новими властивостями. На моє глибоке переконання, майбутнє селекції — за генетично модифікованими сортами», — наполягає академік НАН.

Біотехнологічні напрями наукових досліджень, зазначає він, розвиваються небувалими темпами і мають величезні успіхи. За оцінками експертів, світовий ринок біотехнологій 2025 року сягне $2 трлн, а генна модифікація має стати надбанням індустрії. Так, за допомогою методу редагування геному вирішується стратегічне для людства питання — вирощування рису, пшениці, кукурудзи та інших культур на морській воді. Адже на планеті менше 1% прісної води доступно для використання людиною.

«Йдеться про нові біотехнології протистояння кліматичним загрозам. Ми приділяємо цим дослідженням першочергову увагу і вперше в Україні перевели селекцію на молекулярний рівень», — наголошує В. Моргун.

Так, вченими Інституту фізіології рослин і генетики вперше в Україні розроблено біотехнологію селекційного процесу, що забезпечує радикальне поліпшення пшениці за кількісним і якісним складом білка, фізичними властивостями крохмалю, вмістом ключових мікроелементів та показниками харчової цінності зерна. Вперше розроблено молекулярну біотехнологію коротких інтерферуючих РНК для прискореного одержання нових форм пшениці, стійких до посухи, яка може бути використана в селекції на комплексну стійкість до абіотичних стресових чинників. Досліджено і впроваджено у селекційний процес контрольовані за допомогою молекулярних та функціональних маркерів генетичні системи біосинтезу клейковинних білків зерна, що дають змогу створювати сорти пшениці з широким діапазоном якості — як екстрасильні хлібопекарського, так і бісквітного напрямів використання. Закладено генетичний базис та ініційовано стратегічний напрям поліпшення харчової (біологічної) цінності зерна пшениці і голозерного харчового ячменю шляхом біофортифікації зерна на основі генетичних джерел з кольоровим зерном (чорним, синім, фіолетовим), що характеризується високими вмістом флавоноїдів, антоціанінів та антиоксидантною активністю. Отримано трансгенні лінії озимої пшениці та кукурудзи, стійкі до посухи та гербіцидів. Започатковано новий напрям селекції та вперше в Україні створено сорти пшениці озимої західноєвропейського типу, адаптовані для вирощування в ґрунтово-кліматичних умовах Степової, Лісостепової та Поліської зон України.

Стратегічним напрямом селекційної роботи Інституту є висока продуктивність сортів у поєднанні зі стійкістю до лімітуючих врожай чинників, у першу чергу — з посухостійкістю. За посухостійкістю наразі виконуються спільні з фізіологами та генетиками із Китаю досить вагомі фундаментальні дослідження, що мають міжнародний авторитет і не мають вітчизняних аналогів.

Посуха та низка інших критичних чинників зумовлюють значне коливання врожайності пшениці по областях, торік від 5,9 т/га на Хмельниччині до 3,15 т/га на Одещині (середня по Україні — 4,25 т/га). Щоб уникнути таких великих перепадів продуктивності пшениці по регіонах України, вчені Інституту працюють над створенням сортів двох груп за рівнем інтенсивності: високоінтенсивні сорти та універсальні сорти для ширшого використання.

Поділ сортів на групи проводиться також виходячи з ефективності використання ними азоту для формування продуктивності.

До високоінтенсивних сортів озимої пшениці належать Смуглянка, Золотоколоса, Чорнява, Славна, Сотниця, Фаворитка, Дарунок Поділля, Каланча, Астарта, Новосмуглянка. Ці сорти, створені методом хромосомної інженерії, мають комплексний імунітет до основних хвороб і придатні для використання в органічному землеробстві та на зрошенні.

Високоінтенсивні сорти Смуглянка, Фаворитка, Астарта займають значні посівні площі в Україні та за її межами. За результатами всебічного вивчення сорту Смуглянка О. Паламарчуком під науковим керівництвом члена-кореспондента НААН України С. Танчика в правобережній зоні Лісостепу України, за чотири роки випробувань сорт Смуглянка забезпечив найвищу врожайність з прибавкою 1,6 т/га зерна другого класу якості за низьких економічних та енергетичних витрат на виробництво одиниці продукції. Він показав високі стійкість до дефіциту вологи, екологічну пластичність і стабільність урожаїв по роках та при вирощуванні після різних попередників.

Вкрай спекотного літа 2019 року сорти Смуглянка та Новосмуглянка в умовах Степу у виробничих посівах АФ «Славутич» Дніпропетровщини забезпечили врожай 7,69— 7,76 т/га. За останні три роки сорт Смуглянка в цій агрофірмі формує найвищий врожай до 8,44 т/га. Сорти Золотоколоса та Подолянка протягом багатьох років відзначаються стабільно високими врожаями за різних попередників, у тому числі соняшника.

Сорти групи високоінтенсивних у державному сортовивченні та екологічних випробуваннях Інституту 2019 року сформували такі максимальні врожаї: Астарта — 14,0 т/га, Фаворитка — 13,18 т/га, Новосмуглянка — 11,98 т/га, Феофанія — 11,88 т/га, Смуглянка — 11,52 т/га, Славна — 11,44 т/га, Бужанка — 11,32 т/га.

За рівнем урожайності вони є лідерами серед вітчизняних сортів.

Унікальною особливістю групи високоінтенсивних сортів озимої пшениці є висока ефективність використання азоту. В цілому сорти групи високоінтенсивних за оптимальних норм мінерального живлення, висіяні по будь-яких попередниках, але в оптимальні для даної зони строки, забезпечують одержання максимальних урожаїв в усіх зонах України.

Як відомо, розмір посівних площ є найоб'єктивнішою оцінкою виробничої надійності сорту. Сорти озимої пшениці Подолянка, Богдана, Смуглянка, Астарта та Фаворитка займають в Україні найбільші посівні площі.

До сортів універсального використання належать такі пшениці, що у державному сортовивченні та екологічних випробуваннях Інституту забезпечили такі найвищі врожаї: Городниця — 12,4 т/га, Софія Київська — 11,93 т/га, Чигиринка — 11,77 т/га, Даринка Київська — 11,63 т/га, Золото України — 11,56 т/га, Подолянка — 11,37 т/га, Богдана — 11,2 т/га, Малинівка — 11,09 т/га, Соломія — 10,85 т/га, Здоба Київська — 10,7 т/га, Почайна — 10,27 т/га, Борія — 10,13 т/га.

Сорти цієї групи мають високу екологічну пластичність, невибагливі до умов вирощування та різних типів і видів сівозмін. Вони забезпечують стабільні урожаї в усіх зонах України і є, по суті, страховими сортами.

Науковці рекомендують господарствам вирощувати сорти різної інтенсивності, щоби згладити можливі ризики зниження врожайності через погодні негаразди й отримати стабільний урожай.

Селекційну роботу, екологічні випробування нових сортів, демонстраційні та виробничі посіви в базових господарствах науковці проводять в усіх кліматичних зонах України — Степ, Лісостеп, Полісся. Тому сорти Інституту висіваються на чималих посівних площах — понад 2 млн га, в тому числі у степах України, Молдови тощо.

Для різних ґрунтово-кліматичних зон України науковці ІФРГ рекомендують такі сорти пшениці озимої.

Для зони Степу: Подолянка, Богдана, Городниця, Смуглянка, Чорнява, Новосмуглянка, Славна, Стрітенська, Малинівка, Здоба Київська, Наталка, Світогляд, Соломія, Бужанка, Феофанія, Порадниця, Краснопілка.

Для зони Лісостепу: Подолянка, Богдана, Городниця, Софія Київська, Астарта, Фаворитка, Даринка Київська, Почайна, Новосмуглянка, Київська 17, Світогляд, Стрітенська, Чорнява, Славна, Малинівка, Здоба Київська, Бужанка, Феофанія, Соломія, Золото України, Наталка, Чигиринка, Борія, Каланча, Дарунок Поділля, Перлина Поділля, Злука, Краснопілка.

Для зони Полісся: Астарта, Фаворитка, Городниця, Софія Київська, Київська 17, Смуглянка, Новосмуглянка, Даринка Київська, Почайна, Подолянка, Богдана, Золото України, Феофанія, Дарунок Поділля, Борія, Перлина Поділля, Чигиринка, Подільська нива, Придніпровська, Злука, Каланча.

«Це — загальний поділ, — наголошує академік. — Та він засвідчує, що для умов кожного господарства, навіть кожного його поля, для будь-яких технологій, ґрунтів, погодних умов ми можемо запропонувати такі сорти і прийнятну агротехнологію, що забезпечать гідний урожай».

Науковці ІФРГ підготували нове гідне поповнення до зазначених вище сортів. Нові сорти вийдуть на ринок за 2-3 роки. Серед них — Городниця, Новосмуглянка, Феофанія, Бужанка, Краснопілка, Почайна, Світогляд, Перлина Поділля.

Сорт Новосмуглянка заслуговує особливої уваги. Це — поліпшений аналог Смуглянки. Нині закладені всі ланки насінництва, науковці готують його до широкомасштабного впровадження.

По трьох ґрунтово-кліматичних зонах — Степ, Лісостеп, Полісся — дані сорти забезпечили отримання таких рекордних урожаїв: Золото України — максимальний 11,55 т/га, випадків понад 10,0 т/га — 3; Феофанія — максимальний 11,53 т/га, випадків — 4; Світогляд — максимальний 12,3 т/га, випадків — 3; Краснопілка — максимальний 11,24 т/га, випадків — 3; Почайна — максимальний 12,34 т/га, випадків — 3; Городниця — максимальний 12,4 т/га, випадків — 5.

Зазначені сорти успішно пройшли державні польові випробування, рекомендовані до вирощування в зонах Степу, Лісостепу і Полісся та внесені до Державного реєстру сортів України. Ці сорти здатні істотно оновити асортимент сортів вітчизняної селекції.

Висока якість пшениці ІФРГ

Відомо, що половину всієї кількості рослинного протеїну населення Землі отримує з пшениці, наголосив академік. Тому питання підвищення вмісту білка у цій культурі є важливим пріоритетом генетичних досліджень. Хлібобулочні вироби є дешевим джерелом харчування численного населення планети. Через це їхнє споживання, за даними ФАО, постійно зростатиме.

Науковці Інституту традиційно особливого значення надають створенню сортів озимої пшениці з високою якістю та харчовою цінністю зерна. «Хліб, на мою думку, має бути збалансованим за всіма біологічно цінними елементами й мати не лише енергетичне, а й профілактично-лікувальне значення, — говорить В. Моргун. — Сорти селекції нашого Інституту — Наталка, Городниця, Порадниця, Донор Київський, Соломія, Здоба Київська — відповідають високим вимогам якості, мають підвищений вміст білка в зерні, є добрими та відмінними поліпшувачами якості».

Особливої уваги заслуговує новий сорт озимої пшениці Донор Київський, який є унікальним за хлібопекарськими властивостями та вмістом і якістю протеїну, відноситься до екстрасильних за якістю зерна пшениць, містить у зерні 17-18% білка високої якості. Впровадження цього сорту забезпечить виробництво зерна і борошна високого ґатунку, що посилить експортний потенціал України.

Поживна якість хліба має важливе значення у людському харчуванні. Вітаміни та мінеральні компоненти, які містяться в хлібі, поліпшують здоров'я, посилюють імунітет, знижують вміст в організмі шкідливих для здоров'я токсичних речовин. Разом з тим, світова економічна криза призводить до скорочення обсягів споживання дорогої, особливо імпортної, продукції. Тому, на думку фахівців ФАО, це відкриває хороші перспективи для вітчизняних виробників борошна й круп.

«В Україні дуже обмежений асортимент виробництва продукції із зерна. З метою його розширення ми спільно з член-кореспондентом НАН України О. Рибалкою та колегами створили унікальні сорти чорнозерної пшениці та спельти із властивостями чорниці; голозерні ячмені для виготовлення крупи, якої раніше не було в Україні; нові посухостійкі сорти тритикале для харчового, кормового та спирто-дистилятного напряму технологічного використання», — говорить В. Моргун.

Клуб «100 центнерів»

ФактиЧний генетичний потенціал продуктивності високоінтенсивних сортів сягає за 12,0 т/га, сортів універсального типу — за 10,0 ц/га. Вперше за всю історію України сорти Смуглянка, Чорнява, Золотоколоса, Фаворитка та Астарта забезпечили одержання рекордного урожаю зерна, відповідно — 12,4 т/га, 12,5 т/га, 13,18 т/га і 14,0 т/га. Численні базові господарства Інституту, використовуючи вказані сорти, з року в рік отримують урожай європейського рівня. Сорти морозо- та посухостійкі, мають генетичну стійкість проти основних хвороб, придатні для використання в органічному землеробстві. Вони істотно різняться між собою за генетико-фізіологічними властивостями та морфотипами. Наочно з даними сортами можна ознайомитися щорічно під час «Днів поля» на демонстраційних та виробничих посівах.

Хочеться наголосити, що з зібраних 2019 року в Україні 28,1 млн т пшениці близько 30% — або 8,0 млн т, валового збору зернової забезпечили сорти ІФРГ НАН, що є вагомим внеском у зміцнення продовольчої безпеки та добробуту нашої країни. Економічний ефект від їхнього вирощування становить 6,7 млрд грн щороку.

Науковці Інституту спільно з транснаціональною корпорацією «Сингента» започаткували в Україні рух за одержання європейських урожаїв — «Клуб 100 центнерів», який став практичною хліборобською школою. Лише за останні роки майже 400 господарств різних зон України, висіваючи на своїх полях сорти ІФРГ НАН України, збирали врожай європейського рівня — 8,0-13,2 т/га. За останні роки у 52 господарствах України в реальних виробничих умовах сорти Інституту забезпечили отримання урожаїв понад 100 ц/га.

Купуйте українське!

Володимир Моргун, хоч би як він ставився до керівництва інших держав, навів приклад партіотизму з боку Президента США Дональда Трампа, який для подолання складних умов економічної кризи нещодавно підписав указ під назвою «Купуй американське і наймай американців», виконання якого має забезпечити $1 трильйон інвестицій в інфраструктуру США. Водночас вчений наголосив, що в Україні останніми роками спостерігається катастрофічний стан щодо насичення ринку вітчизняним високоякісним насінням. За його словами, зовсім недавно Україна майже повністю задовольняла свої потреби в насінні. Це дуже важливо для України як аграрної держави, адже насінництво є одним із визначальних напрямів сталого розвитку. Нині маємо лише 20-30% вітчизняного насіння. А це, по суті, друга за обсягом стаття витрат у рослинництві після добрив. Щороку ми імпортуємо насіння на $150 млн, торік завезли у 27 разів більше, ніж виробили. Причому викликає занепокоєння те, що вітчизняний ринок, на жаль, заполоняє несертифіковане насіння низьких репродукцій, з якого не отримати бажаного врожаю.

Тому директор Інституту фізіології рослин і генетики НАН наголосив: «Уже сьогодні слід подбати про насіння під урожай 2021 року. Інститут і його базові господарства реалізовуватимуть насіння відомих сортів, які вже широко використовуються у виробництві, і велику лінійку нових сортів. Загалом сортовий склад пшениці озимої на реалізацію налічує 35 сортів київських пшениць. Україна — різнорідна за ґрунтово-кліматичними умовами країна. Узагальнюючи дані щодо використання сортів озимої пшениці селекції ІФРГ НАН України в різних ґрунтово-кліматичних зонах країни, науковці Інституту виокремили сорти для них.

Відділом науково-технічної інформації та маркетингу проведена велика робота стосовно розширення трансферу сортів-інновацій у виробництво. Видаються ліцензії на вирощування насіння сортів озимої пшениці селекції ІФРГ НАН України, які щороку забезпечуються високоякісним насінням. Ліцензії на вирощування насіння сортів озимої пшениці селекції Інституту придбали великі міжнародні компанії США, Канади, Франції, Швеції, Норвегії та інших країн, котрі працюють на теренах України. Отже, ми пропонуємо не лише якісне насіння, а й професійну підтримку технології зерновиробництва».

 

 

Володимир МОРГУН — директор ІФРГ НАН, академік НАН, Герой України