Генетика компромісу й тонких налаштувань

Коли ми кажемо про врожайність кукурудзи, це питання неможливо відірвати від економіки виробництва. Наприклад, ми впевнено випереджаємо Аргентину з її 6,9 т / га. Проте цей показник може видаватися низьким лише допоки не згадаємо про витрати, а точка беззбитковості в аргентинських фермерів 2023 р. була на рівні 4,8 т / га, тоді як в Україні в багатьох господарствах вона впевнено перевищує 9 т / га за середніх витрат у 1285 $ / га. Й це за умов, коли аргентинські господарства платять за землю радикально більше – пересічно ставка оренди становить 327 $ / га, тоді як в Україні лише 155 $ / га. Щоб додати саспенсу: середній термін оренди ділянки в Аргентині – лише 1 рік!

Тож слід шукати економічно ефективної врожайності в технологіях чи в новій генетиці? Поглянемо на висновки вчених.

У вересні в науковому журналі Agrology Дніпровського державного аграрно-економічного університету було опубліковано групову роботу, присвячену проб­лемі врожайності кукурудзи в Україні. Головна авторка – Катерина Деревенець-Шевченко, кандидат біологічних наук, співробітник Інституту зернових культур НААН України. Наведемо тут кілька головних тез і висновків.

Загальні умови, в яких доводиться нам працювати, – це сильна кліматична та регіональна мінливість. Великі зональні відмінності полягають у тому, що на Поліссі для кукурудзи дефіцит тепла й надлишок вологи, в зоні Лісостепу – наче й оптимальний баланс, але висока міжрічна мінливість умов, а Степ без зрошення взагалі не пропонує більше прийнятних урожаїв через жорсткий дефіцит вологи (саме ж зрошення кукурудзи потребує ретельного економічного обґрунтування навіть за наявності такої технічної та фінансової можливості). Цікавий висновок із мультифакторних досліджень: різниця між системами обробітку ґрунту зчаста не перевищує в перерахунку на врожайність 10 – 12 %. Волога визначає кінцевий ефект більше, ніж технологія!

І все ж ефективніше працюють консерваційні системи обробітку (No-till) на легких й ерозійно небезпечних ґрунтах. Strip-till пропонує найкращий компроміс. Оранка хоча й дає максимальний стартовий ефект для культури, але відчутно знижує структурність ґрунту й пришвидшує втрати органіки в довготерміновому горизонті.

Поширені останнім часом короткі ротації (надто куку­рудза – соняшник) виснажують ґрунти й підвищують тиск бур’янів і хвороб; оптимальні ротації для культури щонайменше 4 – 5-пільні з обов’язковим включенням бобових.

Щодо живлення, то універсальних норм не існує. Резерви – в діагностиці полів, точному балансуванні NPK і мікроелементів, а в разі кукурудзи – в дробовому внесенні азоту.

Генетика, селекція культури рухається в бік пластичності й стійкості. Загальними для відбору стали дальший розвиток глибокої кореневої системи й оптимізація фенології для більшої стресостійкості. В Україні загалом найкраще працюють ранньо- та середньостиглі гібриди з адаптацією під конкретні зони.

Саме точний підбір гібридів під локальні умови є першою запорукою сталих урожаїв кукурудзи в Україні. Інші важливі чинники – менеджмент поля (консерваційний або комбінований обробіток), діагностично кероване живлення й управління нагромадженням вологи.

Як бачимо, проблеми селекції тут не ключові – куди важливіший точний підбір уже наявних гібридів саме під ваші умови.

Цікаво порівняти ці висновки зі свіжою статтею німецьких учених (Ф. Лайдіг, Т. Файке, Г. Брандес і Г.-П. Піфо) «Прогрес селекції зернової та кормової кукурудзи в довготермінових сортових випробуваннях порівняно з розвитком урожайності на фермах», опублікованою в листопаді в Theoretical and Applied Genetics.

Урожайність зернової кукурудзи з 1987-го до 2023 р. в офіційних сортових випробуваннях зросла на 36 %, що становить понад 33 ц / га. Для силосної кукурудзи приріст сухої маси сягнув майже 20 % за той самий період (+36 ц / га). Ефективність використання азоту для зерна зросла на 35 %, для сухої маси – на 27 %. Це – феноменальний результат, хоча темпи приросту врожайності останні 10 – 15 років справді сповільнюються. Проте розрив між потенційною врожайністю (випробування за локальних умов) і реальними полями фермерів для зернової кукурудзи досі залишається дуже великим – у Німеччині становить 22,6 %. Технологічний розрив, утім, усе ж зменшується для кукурудзи на зерно – 1987 р. різниця становила 30,1 %. А от для силосної кукурудзи цей розрив, навпаки, парадоксально збільшився – з 15,1 до 32,1 % за той самий період.

Рослини загалом стали вищими (+20,7 % – для зернової, +25,3 % – для силосної), а от уміст протеїну в силосній кукурудзі знизився (на помітні 14,8 % із 1999-го до 2023 р.), хоча з погляду вмісту крохмалю та засвоюваності параметри майже не змінилися.

Цікаве питання, яке тут постає: враховуючи такий розрив між полем і дослідною ділянкою, чи не варто розробляти варіанти гібридів, які краще «переводяться» в індустріальну практику? Адже різниця між дослідами та фермерськими реаліями зчаста полягає в тому, що в Німеччині нині через зростання попиту на біогаз здійснюється розширення площ силосної кукурудзи на менш сприятливі ділянки для культури (нижча родючість ґрунту, гірший клімат). А ті самі біогазові відходи зчаста стають і доступним джерелом органічного азоту на полях як заміна дорогим мінеральним добривам. Проте останній чинник здатен знизити доступність азоту для рослин. Тобто хоча генетики поліпшили ефективність використання азоту рослиною, дальший прогрес може потребувати нових технологій для реалізації цього потенціалу (менеджмент конкретних форм азоту, використання позакореневих підживлень, мікробіологічні засоби тощо).

Ці висновки, попри різницю економічних умов, легко екстраполювати й на Україну: приріст дає не генетика, а генетика в поєднанні з сучасним управлінням.

Селекція нині має великий потенціал не просто до високопродуктивного генотипування, а до таргетного відбору на адаптації до різних агрокліматичних зон. Такі методи як геномний добір, інтеграція великих адаптаційних генів, маркер-асистований відбір відкривають нові горизонти, але не стільки до диво-кукурудзи із захмарними показниками, скільки до створення точно підібраної морфології рослини із замовленою N-ефективністю, кореневою архітектурою, стійкістю проти посухи й теплового стресу. Це певною мірою генетика компромісу й тонких налаштувань. І показати результат вона може лише в комплексі з такою самою агрономією: зонуванням полів, точним унесенням добрив, оптимальним терміном сівби, вибором належної щільності, багаторічним менеджментом вологи.

Це все видається для підготованого практика доволі очікуваним кліше, але диявол у нюансах. Упровадження наймодніших технологій може не показати належного ефекту, адже потрібна їх локалізація й адаптація. Генетичний потенціал кукурудзи вже тепер дає змогу збирати куди вищі врожаї, але для цього потрібен дуже точний підбір гібрида під умови поля та сезону, а застосування систем захисту має спиратися не на загальні схеми, що пропонуються продавцями, а на аналіз поточних локальних загроз і враховувати ризики резистентності. Завдання інтеграції кукурудзи в актуальну для господарства сівозміну, оптимізація живлення (чисте збільшення норм унесення не буде ефективним – це давно зрозуміло), адаптація технології та точний вибір генетики вимагатимуть від фермера збільшувати вагу власних дослідів і тестів й активно впроваджувати модель пілотних випробувань.