Белорусский ячмень: задание на завтра

Во времена СССР было налажено тесное сотрудничество между учеными России и Беларуси в селекционных программах по ячменю. Как развивается научная работа с этой культурой в современной Беларуси, не утрачены ли связи с российскими учеными? Об этом, а также о новых сортах, об уникальных и порой неожиданных свойствах ячменного зерна рассказывает заведующий лабораторией ячменя Научно-практического центра НАН Беларуси по земледелию Александр Александрович Зубкович.

В России, на Украине и в других странах бывшего СССР были широко известны белорусские сорта ячменя, например Прима Беларуси, Гонар, Зазерский 85. В настоящее время в Беларуси сорта нашего учреждения занимают около 87 % посевных площадей этой культуры. Правда, площади под ячменем сокращаются и в последние годы составляют немногим более 400 тыс. га, из которых около 150 тыс. га занимает пивоваренный ячмень, остальное – кормовой.

Мы ежегодно передаем в сортоиспытание новые сорта, многие из которых потом включаются в Государственный реестр. Представлю одну из новинок 2017 года – сорт ярового пивоваренного ячменя Аванс. Он относительно устойчив к полеганию и основным листовым болезням. Максимальная урожайность – 95,3 ц/га. Содержание белка в зерне – 11,3 %, экстрактивность – 81,3 %.

Обратите внимание именно на последний показатель, в этом новый сорт в наших условиях не уступает лучшим западноевропейским сортам, а многие и превосходит. Мы передали его в госсортоиспытание России с 2018 года сразу в пяти регионах. В 2016 году в Госреестр РБ был включен наш сорт пивоваренного ячменя Мустанг с потенциалом урожайности до 85 ц/га. В Госреестр РФ он включен под названием Аршин.

С 2016 года все сорта, которые передаем в сортоиспытание в Беларуси, мы параллельно направляем для регистрации и в третьем регионе РФ. Это удобно и нам (одновременно ведется семеноводство), и сельхозпроизводителям. И теперь наши самые новые сорта – Куфаль, Рейдер и Адам – проходят параллельное испытание и у нас в республике, и в России. Куфаль – это сорт, дающий зерно хорошего пивоваренного качества, Рейдер – кормовой, а Адам – сорт голозерного ячменя, причем продовольственный. У него твердое зерно, из него получаются отличная мука, крупа и т. д. На подходе сорт Ева, тоже голозерный, им уже заинтересовались пивовары.

Каковы дальнейшие направления селекции? На этот вопрос кратко не ответить. Конечно, на повышение урожайности, но не только. С учетом изменения климата надо, чтобы новые сорта были и засухо-, и стрессоустойчивыми и т. д. Но если отойти от классических определений, что такое работа селекционера? Это своеобразный научный прогноз будущего. Мы в этом году будем проводить скрещивания, чтобы создать основу для сортов, которые смогут выйти на поля через 16 - 17 лет! А вдруг производителю тогда нужны будут другие сорта, не те, которые мы сегодня создаем? Здесь надо многое предвидеть, быть готовым ко всему, и сейчас у нас, например, есть и черные, и желтые, и остистые, и безостые ячмени… Кстати, самое дорогое сегодня зерно ячменя – это голозерное и черное, но так ли это будет через 10 - 15 лет?

У ячменя есть, например, такое ценное свойство: по содержанию бета-глюкана он лидирует среди зерновых культур. Напомню: бета-глюкан – это высокомолекулярный полисахарид, оказывающий сильное положительное воздействие на иммунитет человека, он снижает уровень холестерина в крови и т. д. И в целом как продукт питания, ячмень очень полезен. Поэтому в ряде стран (Марокко, Непал и др.) его широко используют на пищевые цели, а в Европе часто добавляют в хлеб и кондитерские продукты. Почему бы не предположить, что скоро и у нас так будет?

Ведь сегодня многие задумываются о создании пищи здоровой, а может, даже лечебной для человека. И тут ячмень может очень пригодиться! Знаете ли вы, что ячмень был основой питания гладиаторов в Древнем Риме? Они потребляли и хлеб из него, и кашу, и такая пища давала им и энергию, и силу…

Селекционер должен иметь… богатое воображение. Приведу один пример. Один из самых известных белорусских селекционеров Станислав Иванович Гриб в 1980 году написал статью о том, какими должны быть новые сорта ячменя. И, в том числе и благодаря его модели, в 80 - 90-е годы у нас в республике произошел настоящий прорыв в селекции этой культуры, наши сорта заняли большие площади посева, в том числе и в РФ. Например, Зазерский 85 высевали более чем на 1 млн га, а Гонар до сих пор пользуется широким спросом! Кстати, у сорта, согласитесь, очень привлекательное название: «гонар» по-белорусски означает «честь, почет».

А как селекционерам удалось изменить ситуацию с заболеваниями на ячмене? Ведь культура традиционно поражалась многими болезнями. На первом этапе генетическими методами избавились в новых сортах от ржавчины, затем – от мучнистой росы. Долго пришлось с ней бороться, но вот уже лет 10 - 15 она перестала быть проблемой. А от сетчатой пятнистости, боюсь, мы не избавимся никогда. Потому что ее возбудитель – гемибиотроф с очень высокой адаптивностью.

Так что от «химии» на ячмене полностью отказаться не получится. Но снизить зависимость культуры от количества химических обработок мы можем, и это – одно из направлений нашей совместной работы с коллегами из Всероссийского НИИ защиты растений (ВИЗР). С руководителем лаборатории иммунитета академиком Ольгой Сильвестровной Афанасенко у нас есть ряд совместных публикаций по генетическим основам устойчивости к сетчатой пятнистости ячменя по данным исследований, выполненных еще в 90-х годах. И мы по этой теме продолжаем сотрудничество.

Очень плодотворные отношения у нас сложились с коллегами из фирмы «Август», которые проводят интересные опыты по испытанию своих препаратов на разных сельхозкультурах, в том числе и на ячмене. Например, мы вместе разработали основу для технологического регламента возделывания ярового кормового ячменя. Тема очень важная, но так как цена фуражного зерна относительно низкая, необходимо было учитывать стоимость пестицидных обработок. В выборе фунгицида мы остановились на Колосале Про – это так называемый «бюджетный вариант» защиты от болезней. И не ошиблись. Препарат показал высокую эффективность, обеспечив на трех кормовых сортах на обычном агрофоне рентабельность на уровне 10 %. Сохраненный урожай составил почти 4 ц/га. Кстати, и гербицид в опыте был тоже «августовский» – Балерина.

Интересно, что в вариантах опыта с азотными подкормками рентабельность защиты Колосалем Про возросла до 17 %. Отмечу, что опыт был выполнен очень тщательно, его проводили в течение двух лет в разных климатических условиях. Так что теперь мы можем аргументированно доказать производственникам, что при возделывании кормовых сортов ячменя можно получать хорошие экономические результаты.

Новое направление – селекция сортов озимого ячменя. Изменение климата позволяет культуре нормально зимовать в наших условиях, и в перспективе она может занять от 5 до 10 % посевных площадей. Огромное поле деятельности у нас и по кормовым сортам. В России уже начали при приеме зерна на ХПП учитывать содержание обменной энергии, которое очень важно в кормлении КРС, птицы, свиней. Мы изучили наши сорта – оказалось, что они заметно различаются между собой по этому показателю. Значит, можно и по нему вести селекцию, что мы и будем делать.

Ученые долгое время пытались увеличить содержание в зерне белка, незаменимых аминокислот, лизина и т. д., но это оказалось неэффективным. Например, если повышать относительное содержание лизина в зерне, то это происходит за счет уменьшения эндосперма, получается щуплое зерно, урожайности нет. Кому нужен такой сорт? Так что улучшать ячмень как источник белка, очевидно, нецелесообразно. Во всем мире его рассматривают как источник дешевой энергии именно среди зерновых культур, и это направление нам надо развивать.

Так что мы рассматриваем много потенциальных направлений селекции. Например, на пониженное содержание фитиновой кислоты, что обеспечивает лучшую усвояемость кормов. Почему бы не делать такие сорта? Мы уже имеем мутанты, получены первые гибриды, так что теперь будем отбирать сорта и по этому признаку… И есть еще масса уникальных признаков, которые пока сложно оценить.

Все эти признаки сконцентрированы в мировых коллекциях растительных ресурсов, и самая крупная находится в ВИРе – Всероссийском институте генетических ресурсов растений имени Н. И. Вавилова в Санкт-Петербурге. У нас уже более полувека тесные партнерские отношения с отделом серых хлебов ВИРа. Нас тревожит плачевное современное состояние коллекции, но в этом виноваты не ученые, а политики. Не все понимают, что самое ценное для селекции – это те исходные формы, которые Н. И. Вавилов с сотрудниками собрал по всему миру. Он работал на перспективу. Доказательство этого – выдающиеся селекционные достижения, и наши, и зарубежные, в основе которых лежат дикие растительные формы – источники уникальных признаков.

Сегодня мы стараемся предоставить сельхозпроизводителям самые разные сорта ячменя, на любой вкус, чтобы каждый мог выбрать то, что ему нужно. Если вернуться к пивоваренному ячменю, то у него очень важен показатель экстрактивности. Считается, что повышение его всего на 1 % позволяет получать от одной тонны зерна дополнительно до 140 л пива. Поэтому пивовары очень интересуются новыми сортами. И если еще 20 лет назад по всем ГОСТам (российским и белорусским) нормальным считался показатель экстрактивности 76 - 78 %, то сейчас пивовары хотят, чтобы было 82 - 83 %. А есть уже сорта с экстрактивностью 84 %, но, наверно, это уже потолок.

Более того, если раньше было несколько показателей, и среди них основной – содержание белка, а экстрактивность жестко не регламентировалась, то сейчас начали много говорить и о фриабильности (мучнистости), о том, что этот показатель этот должен быть не менее 75 %, и о ДМС (диметилсульфиде) и т. д. Если бы мы об этих требованиях знали хотя бы лет 10 лет назад… Вот почему в нашей работе очень важно уметь заглянуть вперед.

К тому же хорошее пиво – это продукция не только пивовара, но и фермера, вырастившего ячмень. И иногда у них разные интересы. Производителю зерна нужна большая урожайность при меньших затратах. Но вот, например, западноевропейские сорта ячменя в основном очень восприимчивы к сетчатой пятнистости, при их возделывании требуется как минимум две фунгицидные обработки. Это выгодно химическим компаниям, но не всегда выгодно фермеру, ему желательно бы ограничиться одной обработкой… К тому же, когда фунгицидных обработок две - три, то это уже сказывается на качестве и солода, и конечного продукта. Все это нам надо учитывать…

Мы понимаем, что для выхода на новые рынки сортов пивоваренного ячменя надо создать что-то экстраординарное. Поэтому совместно с учеными из Института генетики и цитологии НАН Беларуси работаем над новыми сортами, имеющими совершенно уникальные признаки. Например, с повышенной термостабильностью бета-амилазы. Этот фермент расщепляет крахмал на дисахариды, вследствие чего больше сухих веществ переходит в раствор. Но фермент инактивируется при нагревании выше 56 °С. Однако в коллекциях есть номера, которые выдерживают температуру на 3 - 4 °С выше. Мы уже сделали несколько перспективных селекционных образцов – кандидатов в сорта с этим признаком, проводим их испытания, получили первые хорошие результаты.

Есть и другие признаки, которые интересны для перерабатывающей промышленности и по которым мы могли бы еще быстрее вести селекцию, например, с помощью молекулярных маркеров. Мы пытаемся, правда, пока не очень успешно, самостоятельно освоить эти методики. А вот в сотрудничестве с российскими коллегами, например, из сектора функциональной генетики злаков Новосибирского института цитологии и генетики, можно было бы создавать очень интересные научные продукты. Сейчас мы ускоренно накапливаем селекционный материал, который может заинтересовать российских коллег, и мы снова объединим наши усилия в разработке уникальных сортов.