Віднедавна поняття «кліматично орієнтоване насінництво», як і «кліматично орієнтоване землеробство», в Україні набуває дедалі ширшого застосовування. Причина зрозуміла: зміна клімату вимагає зміни підходів до господарювання. Відтак цей напрям селекції, спрямований на створення насіннєвого матеріалу, максимально адаптованого до екстремальних змін клімату та обмежених ресурсів, покликаний забезпечити стабільну врожайність і високу якість зерна в умовах посухи, температурних коливань і деградації ґрунтів, які, на жаль, останнім часом стали звичними для більшості території України.
Донедавна проєктами з кліматично орієнтованого насінництва в Україні опікувалося Агентство США з міжнародного розвитку (USAID) через Програму з аграрного і сільського розвитку (АГРО). На жаль, агентство завершило свою роботу, утім, завдяки грантам Програми в Україні з’явилися три регіональних центри к ліматично орієнтованого насінництва в Одеській, Дніпропетровській і Хмельницькій областях. Вони навчають, провадять обмін знаннями між українськими й американськими фахівцями, та впроваджують сучасні технології. Головним інструментом проєкту є інформаційноаналітична платформа SeedsVision Global, яка надає доступ аграріям до результатів польового тестування сортів і гібридів вітчизняної й іноземної селекції в різних агрокліматичних зонах України.
Один із регіональних центрів к ліматично орієнтованого насінництва на Хмельниччині працює на базі насіннєвого господарства «Агрокрай», яке виробляє насіння пшениці, ячменю, сої та нішевих культур під брендом Biligrain.
Серед основних принципів і завдань центру є:
• дослідження та формування пропозиції фермерам щодо найефективніших сортів, адаптованих для певної агрокліматичної зони;
• відпрацювання й поширення сучасних агротехнологічних рішень, які зберігають урожайність і якість сортів навіть за критичних стресових погодних умов, таким чином реагуючи на кліматичні виклики;
• застосування інноваційних досягнень у селекції, насінництві та технологіях вирощування;
• надання консультацій з вибору насіння, супровід і впровадження технологій вирощування обраних сортів у господарствах регіону.
Одним з аспектів діяльності центрів кліматично орієнтованого насінництва є комунікація між науковими установами, насіннєвими компаніями та фермерами, що допомагає створити відкритий і зрозумілий ринок насіння, де всі учасники (від селекціонерів до фермерів) мають доступ до реальної інформації. Окрім того, така співпраця сприяє швидшому впровадженню сучасних наукових розроблень й адаптованих сортів безпосередньо у фермерські господарства. Нарешті, завдяки обміну знаннями фермери можуть отримувати найкращі рішення для підбору насіння, яке є найефективнішим і найстійкішим до конкретних кліматичних умов їхнього регіону.
Нещодавно на базі центру кліматично орієнтованого насінництва в с. Кузьмин Хмельницької області відбувся науковопрактичний семінар «Кліматично-адаптивне землеробство: від здоров’я ґрунту до формування врожаю». Його мета — привернути увагу фермерів до адаптації сільського господарства до кліматичних змін, покращення здоров’я ґрунту й підвищення рентабельності виробництва через екологічні технології. У програмі — доповіді експертів про вплив клімату на ґрунтові процеси та продуктивність культур, переваги біологізації виробництва, ощадного обробітку ґрунту тощо, а також демонстрація результатів польових досліджень, зокрема показ тестових ділянок, відвідування насіннєвого заводу Biligrain.
Фізіологія рослин і зміни клімату
Основою врожайності є фізіологія рослин. Водночас фізіологія — це фундамент того, як природа реагує на глобальне потепління. Зміни клімату змушують рослини букв ально «перебудовувати» свої внутрішні процеси, щоб вижити. Доктор біологічних наук Іван Кривенко наголошує: найбільшими агрокліматичними викликами нині є дефіцит вологи, збільшення температурного порогу на 1,8 °С, збільшення частоти ґрунтових і повітряних посух, випаровуваність вологи до 60%, ерозія ґрунту тощо. Відтак перед агрономом стоїть завдання — адаптувати виробничу технологію до сучасних агрокліматичних викликів. Натомість без знання фізіології рослин це неможливо зробити правильно, оскільки механізм формування врожаю закладено всередині рослини.
Науковець наголошує: всі властивості рослин (морфологічні, фізіологічні, біохімічні тощо) чітко фіксуються в ході онтогенезу — періоду від початку проростання насінини до відмирання рослини. У першому періоді формується потенціал урожаю, у другому відбувається його реалізація. Для різних етапів органогенезу потрібні певні умови для реалізації їх програм — сума активних температур, тривалість світлового дня, вода, поживні елементи тощо. Рушійною силою переходів між етапами є зміна гормонального балансу в точці росту, яка запускає сигнали зовнішнього середовища на внутрішній стан рослини. Точка росту (меристема) сприймає сигнали зовнішнього середовища — температуру, світло (тривалість світлового дня, інтенсивність світла), вологість (атмосферного повітря, ґрунту), наявність поживних елементів (елементарний склад), внутрішній стан (вуглеводи, запас енергії). Ці чинники змінюють рівень рослинних фітогормонів — ауксинів, цитокінінів, гіберелінів, абсцизової кислоти, етилену. У результаті меристема «ухвалює рішення», перемикаючи програми розвитку: вегетативна → генеративна; ріст листка → формування колоса; закладання бруньки → диференціація органа. Це і є справжній «пульт керування»!
Таким чином, впливаючи на фізіологічні зміни росту й розвитку рослин за науково-обґрунтованими технологіями, ми можемо або посилювати (наприклад, підживлюючи рослину під час етапу органогенезу), або гальмувати (вносити добрива у фенологічну фазу) ті чи інші фізіологічні процеси, а отже, по-різному впливати на величину врожаю та його якість.
Іван Кривенко наголошує: фізіологічний оптимум живлення залежно від етапу органогенезу за умов зміни клімату — це не максимальна кількість елементів, а їх рівень і баланс, за якого:
• фотосинтез працює на максимумі;
• транспірація рослини — керована;
• ферментні системи — активні;
• етапи органогенезу і ріст — «не обмежені»;
• рослина не витрачає енергію на компенсацію дефіцитів надлишків.
Іншими словами це стан, коли рослина не думає про виживання, а «працює на врожай». «Головне правило: не існує оптимуму одного елемента, є тільки оптимум системи». У полі це означає: дав багато азоту без сірки — білок не синтезується, дав багато калію — блокується магній, падає фотосинтез, високий кальцій — блокується фосфор і залізо тощо, — наголошує науковець. Ба більше: один і той самий уміст елемента може означати норму, дефіцит, токсичність. Усе залежить від етапу органогенезу, температури, води, стану кореня. Оптимум — це коли жоден елемент не обмежує інший. Тож агроном з огляду на стан рослини повинен замислитися, що будує рослина (який етап органогенезу), який елемент живлення це забезпечує, чи є він доступний і збалансований, що може його блокувати? Таким чином, формула фізіологічного оптимуму — це баланс елементів + активний метаболізм + відсутність стресу.
Підвищення ефективності живлення та захисту
Деградація ґрунту, зменшення його родючості й продуктивності — реалії сьогодення, що стали наслідками інтенсифікації агротехнологій із використанням мінеральних добрив і пестицидів, кліматичних змін, а віднедавна — забруднення й руйнування земель унаслідок активних воєнних дій. Тож упровадження кліматично орієнтованого землеробства для України — стратегічний напрям, що поєднує екологічну стійкість із економічною вигодою. Хоча б з огляду на таку статистику засвоєння рослинами мінеральних добрив: до 40–50% азотних добрив не засвоюються, у перший рік після внесення засвоюваність фосфорних добрив становить усього 10–25%, решта фосфору швидко «зв’язується» у ґрунті, переходячи в недоступні для рослин форми, доступність калію сильно залежить від типу ґрунту і його вологості. Не варто нагадувати, яку частку загальних витрат становлять витрати на міндобрива.
Тому в умовах глобальних змін клімату, постійного підвищення вартості вхідного ресурсу та втрати природного потенціалу родючості ґрунту головною альтернативою інтенсивному виробництву є кліматично орієнтоване землеробство, де система живлення та захист рослин спрямовано не лише на отримання врожаю, а й на відновлення родючості та здоров’я ґрунту, який розглядається як жива система.
Отже, яким має бути здоровий ґрунт? Директор ДП МНТЦ «Агро біотех» НАН України та МОН України кандидат економічних наук Андрій Литовченко виділяє такі його основні показники:
• структурність і біорізноманіття мікробіоти;
• доступність й активний колообіг поживних речовин і вологи;
• можливість природного регулювання чисельності патогенів і шкідників;
• стимуляція росту рослин, їх підвищена стресостійкість;
• пришвидшена детоксикація шкідливих речових, що потрапляють у ґрунт;
• супресивність (здатність ґрунту до самовідновлення та секвестрування парникових газів).
У цьому контексті постає інше питання: як не лише зупинити деградацію ґрунту, а й зробити виробництво рентабельним в умовах відновлювального землеробства? Відповідь пропонують науковці-мікробіологи та біотехнологи, що розробили систему керування витратами та ризиками Агробактеріум. Ось основні її елементи:
• заходи із системного відновлення родючості ґрунту, його структури та здоров’я, покращення інфільтраційної здатності;
• енергоощадні технології обробітку ґрунту з акцентом на вертикальний, стрічковий або мінімальний (нульовий) обробіток;
• оптимізація програми живлення, відмова від дорогих складних добрив (крім азоту) на користь органічних і біологічних засобів;
• використання сидеральних або проміжних культур для системного нарощування біомаси органічної речовини, розвитку ґрунтової мікробіоти;
• системне застосування мікробних препаратів: із пожнивними рештками, інокуляція насіння, припосівне мікробіологічне добриво;
• зменшення використання хімічних пестицидів на користь біологічних, механічні заходи боротьби з бур’янами
Чільне місце в системі Агробактеріум належить біологізації виробництва, системне застосування живих і метаболітних мікробних біопрепаратів, біостимуляторів, біополімерів (прилипачів-полісахаридів), органо-мінеральних добрив. Нині господарства, що практикують регенеративне землеробство, широко застосовують живі мікробні біопрепарати — поліпшувачі ґрунту з властивостями біодеструктора БіоСтимІкс Нива та БіоСтимІкс Нива В, метаболітні мікробні прапарати АверкомН, Фітовіт, Веолар, біостимулятори Біолан, Радостим, Трептолем, Регоплант, Стимпо, інокулянти для бобових культур Ековітал, для технічних та злакових — Екофосфорин або БіоСтимІкс Насіння, біофунгіцид Споразин, біоінсектицид Інсектурін, органо-мінеральні добрива БіоСтимІкс Універсальний Стандарт, активатори живлення БіоСтимІкс. Зокрема широкого вжитку протягом останніх 5–6 років набули такі препарати й у господарстві «Агрокрай» — кількість мінеральних добрив була зменшена на 35–50% без зниження врожайності основних культур.
Доступ до інновацій
Отже, головна мета успішного й сталого розвитку рослинництва — створення умов для системного керування процесами росту й розвитку рослин з обов’язковим акцентом на відновлення родючості ґрунту, його природного біологічного потенціалу.
Ці цілі органічно поєднуються із завданнями центру кліматично орієнтованого насінництва. За час його роботи вже досліджено понад 100 сортів і гібридів польових культур української та міжнародної селекції, а обмін досвідом із трьома партнерськими американськими компаніями дає змогу підвищити знання про інноваційні селекційні та технологічні рішення. Напрацюваннями центру скористалися 300 фермерів, які отримали доступ до навчальних, демонстраційних і аналітичних матеріалів за результатами польових досліджень, а також якісного насіння бобових, зернових і нішевих культур, виробленого на насіннєвому заводі Biligrain. 15% залучених фермерів отримують експертну підтримку щодо вибору сортів / гібридів, якісної підготовки насіння на власному заводі та енергоощадних технологій вирощування основних польових культур для підвищення врожайності.
The Ukrainian Farmer
