У 2050 році кількість населення нашої планети досягне 9 млрд, рівень життя яких за цей період суттєво підвищиться. Це потребує значного збільшення виробництва харчових продуктів одночасно з покращенням їх якості. Таким чином, попит на агропродукцію у світі постійно зростав і в перспективі зростатиме. До певного часу додаткову кількість продовольства одержували залученням до обробітку нових об’єктів орних земель. Так, на 1960-й рік загальні посіви на планеті Земля становили 638 млн гектарів, а 2012-го вони досягли 690 млн гектарів. Однак на сьогодні цей резерв повністю вичерпано і, навпаки, площа оранки земель в майбутньому поступово зменшуватиметься.
Якщо в середньому 1960 року на одного жителя нашої планети припадало 0,45 га орної землі, то 2002 року її кількість знизилася до 0,26 га, а 2025-го становитиме всього 0,21 га (рис. 1).
Рис. 1. Кількість орної землі на одного жителя планети
Одним-єдиним шляхами забезпечення рівноваги між зростанням населення та виробництвом продовольства є зростання врожайності сільськогосподарських культур. Якщо ми проаналізуємо в ретроспективному плані цей ріст, то отримаємо разючі цифри. Як заявив президент Інституту Землі Лестер Браун, з 1950 року виробництво зерна потроїлось, проте з 1950-го по 1990-й воно щорічно зростало на 2,2%, а потім його темпи вповільнювалися до 1,3%. Як зазначає академік В. М. Моргун, це зростання на 60% зумовлене впровадженням нових сортів. На сьогодні існують також й інші дані щодо частки вкладання нових сортів у загальну врожайність, але більшість із них коливаються навколо 50%. Це свідчить про надзвичайну роль сорту або гібрида в сільськогосподарському виробництві.
У цій публікації ми не будемо зупинятися на ролі елементів технології в збільшені врожайності, ґрунтовніше обговоримо тільки роль сорту або гібрида.
До кінця минулого сторіччя нові сорти створювали, як правило, шляхом гібридизації.
Для цього в різних ґрунтово-кліматичних зонах випробували великий набір сортів різноманітного походження, що були виведені в різних країнах світу. Крім того, до вивчення залучили також диких предків, особливо тих, що походили із центрів одомашнення. На основі цих досліджень, що тривають постійно, бо в багатьох країнах світу появляються нові сорти, виділяли найкращі генотипи, які в майбутньому слугували як батьківські компоненти схрещування. Під терміном «генотип» ми розуміємо константні форми рослин, тобто сорти, колекційні сортозразки, лінії, дикі предки. Слід зазначити, що для їх вивчення та використання в селекційній роботі у світі створено великомасштабні наукові установи, які підтримують у робочому стані десятки тисяч сортозразків. Багато уваги приділяє їх поповненню та розповсюдженню Організація Об’єднаних Націй.
На основі всебічного вивчення виділяють найпродуктивніші генотипи, або такі, що мають окремі цінні господарські ознаки, як-от стійкість до збудників хвороб, шкідників, високих і низьких температур, посухи. У наступний період їх схрещують між собою з метою перекомбінації господарсько цінних ознак. У результаті одержують гібридні покоління, серед яких окремі рослини мають цінний комплекс господарсько цінних ознак. Найкращі рослини являються родоначальниками нових сортів. Описана схема селекції дещо спрощена, бо гібридні розсадники налічують дуже велику кількість потомків у вигляді окремих сімей (потомство однієї рослини). В успішних селекційних центрах кількість таких сімей сягає 50–70 тисяч. Тому такі селекційні програми є досить затратними, їх виконання потребує десятки й сотні мільйонів доларів щорічно. Зазвичай на створення одного сорту потрібно 10–15 років. Описані вище схеми селекції мають назву «традиційні», вони налічують більше як 200 років.
Однак усі ці затрати протягом багатьох років окупаються створенням нових сортів, які дають можливість одержати додаткову продукцію. Важливо пам’ятати, що батьківські компоненти схрещування належать до одного роду, тобто ми не можемо переопилювати пшеницю з іншими культурами, за незначних винятків.
Проте в кінці минулого сторіччя ситуація на селекційному полі суттєво змінилась. В аграрному виробництві з’явилися генномодіфіковані (ГМО), або, як їх ще називають, трансгенні організми. Головна їх особливість полягає в тому, що їх одержують у результаті перенесення генів від віддалених родів живих організмів. За допомогою спеціальних методів генної інженерії можливо перенести в рослини гени тварин, мікроорганізмів тощо. Така маніпуляція генами теж являється своєрідним видом селекції. Різниця полягає в тому, що за традиційної схеми ми маємо досить вузький набір генотипів для перекомбінації генів, а результат досягається тільки через досить тривалий період часу, використання методу трансгенезу дозволяє ввести в геном рослини певну ознаку за короткий період. Таке маніпулювання генами є більш радикальним, хоча має певні непередбачувані результати. У створенні генетично модифікованої рослини у її клітини переносять виділені або синтезовані гени. Цю операцію виконують двома шляхами. Перший із них — це використання бактерії agrobacterium tumefaciens, яка мешкає в ґрунті. У її ДНК спеціальним методом вбудовують бажаний ген, і вона його переносить у рослинну клітину, де він розмножується і функціонує. Другий спосіб перенесення гена, який називають балістичним, — фрагменти ДНК донора наносять на мікрочастинки золота або вольфраму, в спеціальних приладах їх розганяють до високих швидкостей і бомбардують ними рослинні об’єкти.
Перші посіви генетично модифікованих рослин з’явились 1996 року й з того часу їх площі постійно зростають (табл. 1). Уже у 2008 році ними засіяли 125 млн гектарів у 25 країнах світу. З часом така тенденція не тільки подовжилась, але й суттєво зросла. Уже у 2010 році під ГМО-сортами було 148 млн гектарів у 29 країнах. Найбільший обсяг таких посівів спостерігали в США (66,8 млн га) і Бразилії (25,4 млн га). Цього року в розрізі культур домінували соя (81%), бавовник (64%), кукурудза (29%) і ріпак (23%).
Таблиця 1. Динаміка наростання ГМО посівів у різних країнах
Ці цифри показують відсоток посівів трансгенними сортами й гібридами до загальної площі під певною культурою. Треба зазначити, що приблизно таке співвідношення ГМО культур є і в наші дні (рис. 2). У 2017 році площі ГМО у 24 країнах досягли 184,8 млн гектарів.
Рис. 2. Динаміка зростання площ під ГМО-культурами за роками
Як видно з наведених показників, кукурудза, соя, бавовник і ріпак є лідерами за площею ГМО-сортів (табл. 2).
Таблиця 2. Загальна площа ГМО-культур у 2014 році, млн гектарів
Таким чином, три перші позиції за площами ГМО-культур розміщені на американському континенті країни. Безумовно, на Бразилію і Аргентину значно впливають особливості технології сої та кукурудзи в США, зокрема першої культури, що впливає на щорічний приріст площ цього типу, бо соєві посіви інтенсивно тут збільшуються.
Як видно із наведених вище даних, соя належить до культур із найбільшою кількістю площ, що засіяні генетично модифікованими сортами.
Частково таку ситуацію можна пояснити тим, що у ХХІ ст. ця культура виділялася максимальним приростом посівів як у світі, так і в Україні (табл. 3).
Таблиця 3. Посіви сої у світі та Україні у ХХІ сторіччі
Як видно з табл. 3, посіви сої у ХХІ ст. зросли у світі в 1,66 раза, в Україні — в 32,7. За цей період валовий збір сої в Україні збільшився в 60,5 раза.
Чи законно?
Слід зазначити, що використання трансгенних сортів сої є незаконним, бо в державний реєстр сортів України не занесено ні одного з них. Крім того, наше законодавство забороняє їх використовувати з комерційною метою. На сьогодні дозволено їх використовувати тільки в наукових цілях. Але нині ніхто цієї проблеми не контролює, насіннєвий матеріал завозять зі США нелегально під виглядом товарної сої. Такий стан є ризикованим, адже не проводиться його фітопатологічне оцінювання й існує велика ймовірність занесення дуже шкодочинних хвороб і шкідників. У таких важливих хвороб сої, як фузаріоз, фітофтороз й іржа, існує значна кількість штамів, які періодично з’являються в результаті спонтанного мутагенезу і уражають стійкі сорти. Особливу загрозу являє іржа сої, що в наші дні перемістилась з азійських країн у Південну Америку, а потім і в північну зону цього материка. Її поширення можна порівняти з рухом буревію або пожежі, так швидко це відбувається. На сьогодні це одна з головних проблем соєводів Бразилії, Аргентини, США та Канади. З іншого боку, що можливо сказати про якість цього насіння. Його пересівають роками, реалізують без документації й фітосанітарного сертифіката. Як правило, значні обсяги трансгенної сої вирощують великі агрокомпанії, що зацікавлені в проведенні мінімальної кількості оброблень гербіцидами.
В’ячеслав СІЧКАР, д-р біол. наук, професор,
завідувач відділу Одеської державної
сільськогосподарської ДС НААН України
