От одного колоса до нескольких тонн
Создание нового сорта начинается задолго до того, как его название появляется на мешках с семенами. Сначала ученые изучают генетический материал и подбирают родительские пары для скрещивания. В работу могут попасть как уже проверенные сорта, так и перспективные селекционные линии.
Дальше начинается самый продолжительный этап — отбор. Он может длится 9-10 лет, и на протяжении всего этого времени специалисты наблюдают за растениями, сравнивают десятки и сотни образцов. Проверяют урожайность, устойчивость к засухе, болезням и вредителям. Причем один удачный выход тут не работает — перспективная линия должна несколько лет подряд показывать результат выше действующего стандарта.
— Создание нового сорта — сложный и кропотливый процесс. От идеи до выхода на поля фермеров он занимает от 12 до 15 лет, — рассказали в Карабалыкской сельскохозяйственной опытной станции.
Когда характеристики сорта становятся стабильными, его передают на Государственное сортоиспытание. Там новинку проверяют уже в разных регионах Казахстана.
Но и после этого работа не заканчивается. Нужно получить необходимое количество семян. Размножение до десятков тонн может занять еще от трех до пяти лет.
Жара меняет селекцию
Современные реалии диктуют, какой урожай в будущем сможет пережить самые суровые условия. Если раньше селекционеры ориентировались прежде всего на урожайность и качество зерна, сегодня все большее значение приобретает способность растения пережить погодные стрессы.
Один из главных вызовов — высокая температура при дефиците влаги. Современный сорт должен выдерживать продолжительную жару выше +35 градусов и при этом не терять свои основные характеристики.
Поэтому в селекции все больше внимания уделяют засухоустойчивости, адаптивности и способности растения приспосабливаться к меняющимся условиям.
На станции уже создан целый ряд новых сортов. Среди мягкой яровой пшеницы — «Кудесница», «Хазрет», «Инжу», «Токаш» и «Ламис». Среди твердой — «Асангали 20» и «Ахмет 150». Есть собственные разработки и среди других культур: ячмень «Искандер» и «Кайрат», чечевица «Ханшайым».
Тихо! Идет экзамен!
Многих это удивит, но семена тоже проходят «экзамен». Отдельная работа идет с элитными семенами. Здесь особенно хорошо видно, насколько далеким от простого «собрали урожай и снова посеяли» является современное семеноводство.
Чаще процесс начинается буквально с отдельных колосьев. Селекционеры вручную выбирают наиболее здоровые и соответствующие сорту растения. Затем их семена высевают по принципу «колос в рядок», каждый такой ряд наблюдают отдельно.
Если обнаруживается отклонение от характеристик сорта или заболевание, материал выбраковывают. Прошедшие проверку семьи объединяют и постепенно размножают.
Контроль идет сразу на нескольких уровнях: поля изолируют, проводят сортовые прочистки, перед уборкой посевы проходят апробацию. Комбайны и семенные линии тщательно очищают при переходе с одного сорта на другой, чтобы зерно случайно не смешалось.
Ну и в конце все попадает в лабораторию. Здесь уже оценивают всхожесть, энергию прорастания, проводят фитоэкспертизу и подтверждают сортовую чистоту.
По данным станции, использование элитных семян способно дать прибавку урожая на 15–20% при сопоставимых затратах на остальные сельхозработы.
Ежегодно Карабалыкская СХОС производит около 5 тысяч тонн элитных семян. Больше всего аграрии приобретают яровую мягкую пшеницу и ячмень.
ДНК, дроны и искусственный интеллект
Сегодня в работе селекционера все чаще появляются технологии, которые еще несколько десятилетий назад скорее ассоциировались бы с высокотехнологичной лабораторией, чем с пшеничным полем.
Исследование ДНК позволяет увидеть гены, отвечающие за устойчивость растений, и точнее подбирать пары для будущего скрещивания.
Фитотроны, теплицы и технология ускоренной смены поколений позволяют получить за год не одно, а сразу несколько поколений растений.
Не забывают и про работу в поле — она тоже постепенно оцифровывается там. Используются приборы для оценки состояния растений, ИК-анализаторы, а дроны с мультиспектральными камерами позволяют быстро исследовать большое количество опытных делянок.
К анализу больших массивов накопленных данных подключают и искусственный интеллект. Алгоритмы помогают искать закономерности и прогнозировать наиболее перспективные варианты скрещивания.
Благодаря новым технологиям цикл создания сорта, который традиционно занимал 12–15 лет, потенциально можно сократить примерно до 8–9 лет. Однако полностью заменить человека технологии пока не могут.
— Ни один алгоритм, дрон или фитотрон не способен создать сорт самостоятельно. Все эти инструменты дают точные данные и экономят время. Окончательный отбор, понимание биологии растения в поле и главное решение — какие линии пойдут дальше — всегда остаются за ученым-селекционером, — отмечают специалисты.
Пять новых сортов уже на подходе
Сейчас на финальной стадии испытаний находятся еще пять перспективных сортов Карабалыкской СХОС. Два из них относятся к зерновым культурам. Кроме того, специалисты готовят новые сорта масличного льна, гороха и нута.
После завершения внутренних испытаний перспективные разработки планируется передать Государственной комиссии. И если они успешно пройдут следующие этапы проверки, через несколько лет сегодняшние небольшие опытные образцы могут превратиться уже в тонны семян и выйти на поля казахстанских хозяйств, а в дальнейшем и порадовать своего конечного потребителя.
Ранее казахстанские ученые вывели новый сорт ячменя, устойчивый к засухе и засолению почв.