Селекция в полза на човечеството

Написването на настоящия материал е опит да бъде анализирана ролята на селекцията при пшеницата за повишаване на нейната продуктивност в световен мащаб. Поколения учени селекционери са работили за подобряване на  пшеницата с благородната цел за пълно изхранване на човечеството. И в настоящето тези усилия продължават, но значително по-организирано, мотивирано и целенасочено. В максимална степен се използват постиженията на всички науки, свързани със селекцията. Координаторите, които са най-изявените световни учени при пшеницата са си поставили амбициозната цел в близките 40-50 г. производството на пшеница да достигне 900-1000 млн. тона. На фона на главоломното нарастване на населението в света и при положение, че площта с тази култура остава относително постоянна, това може да се получи само по две линии – чрез селекция и чрез напълно съобразена спрямо конкретните условия технология. При съвременните тенденции на селекция и  технология при пшеницата това означава около 20 % повишаване на средния добив в света от 3.25 т/ха на около 4.10 т/ха. Направен е подробен анализ на реалните възможности за реализиране на тази цел.

Пшеницата: основна храна на човечеството още

Пшеницата е едно от първите зърнено житни растения. които са били култивирани от хората. Способността за самоопрашване допълнително е улеснила отбора на редица сортове в определени региони на света. Археологическите находки сочат, че първоначално пшеницата е отглеждана в областта на Плодородния полумесец и около делтата на река Нил. Това включва югоизточните части на Турция, Сирия, Ливан,Израел и Египет. Сравнително нови изследвания сочат, че първоначалното култивиране на едрозърнестия лимец (Triticum monococcum) е станало в малка област в югоизточна Турция. Тъй като съществуват доказателства за употребата на ечемик от хората, датирани от 13-то хилядолетие преди н.е. съществуват хипотези, че пшеницата е била използвана за храна преди него.

 

Отглеждана първоначално в региона на Близкия изток пшеницата постепенно бива разпространена по цялото земно кълбо. Годишно с нея се засяват около 2.5 милиарда декара. През 2014 година. продукцията на пшеница възлиза на 723 млн. тона в световен мащаб, което я нарежда на второ място сред трите най-важни житните култури- царевица (984 млн. тона) и ориз (474 млн. тона). Със своя уникален геном, резултат от спонтанното кръстосване на други житни растения пшеницата стои на върха на пирамидата от житни растения поради това, че се използват за храна на човека. Ето защо тя е била много важен фактор, позволил създаването на високо организирани общества при възникването на човешките цивилизации. Тя е една от първите култури, отглеждани в голям мащаб, поради високата си продуктивност, лесен транспорт и устойчивост на дълговременно съхранение. Пшеницата е основен източник на растителен белтък в храната при хората, тъй като се характеризира с по-високо съдържание на протеини в сравнение с царевицата, ориза и другите сродни култури. Известно е, че около 70% от световното население употребява пшеничен хляб. Пшеничените кълнове са важен източник на витамини. минерални соли и протеини и като такъв намират приложение в редица кулинарни изделия. Данните от последните 5 г. показват, че зърното от пшеницата, като храна, осигурява в световен мащаб около 21 % от енергията на хората и надминава царевицата (20 %), чието световно производство е с около 30 % по-мащабно.

Роля на „народната” селекция

Целенасочената селекция на семена от видове при които те се отделят по-лесно от плевите постепенно води до създаването на култивирани сортове. Тези форми даващи определени характеристики са били логичен избор за фермерите. При домашните сортове пшеница в сравнение с диворастящата зърното е по-едро, а самите семена са по-здраво прикрепени към класовете, което предпазва зърното от уронване преди жътвата. Селекцията на лесни за прибиране сортове не е била съвсем съзнателна и най-вероятно е резултат от простото прибиране на реколта, която е притежавала желаните белези – нездраво прикрепените семена са отпадали лесно при жътвата. Независимо от причините за селекция, резултатът е бил постепенно култивиране на дивата пшеница до редица местни сортове. Няколкото хиляди години на отглеждане са причина тези сортове дори да загубят постепенно естествените механизми за разпространение на семената си. Това от своя страна е причина култивираните сортове да не оцеляват в нормална дива среда без човешка намеса.

Кратка история на съвременната селекция

В настоящето селекцията е наука, чрез усилията на която се внедряват новостите от науката в производството директно чрез създадените сортове, хибриди, клонове и пр. Поради тази причина тази дейност трябва да е постоянна във времето, системна като човешки усилия и същевременно динамична като подходи и методи. Тя се възползва от най-новите постижения на световната наука и същевременно резултатите от нея са пряко свързани с конкретните почвено климатични условия в страната. В резултат на това ежегодно непредвидимо взаимодействие между генетиката на дадена култура с условията на отглеждане създава уникални съчетания от признаци и свойства, полезни в максимална степен на човека в даден регион. Поради това селекцията е постоянно иновационно приложение на науката (много научни дисциплини) в практиката.

Съвременната „научна” селекция на пшеницата е започнала едва през 19 век. Причините за това са натрупаните познания в научните области, които имат пряка връзка с нея: генетика, физиология, морфология, ботаника и др. науки, и които започват по-масово да бъдат изучавани от хората. Сведенията за конкретни подходи и резултати са публикувани едва в края на 19 век. Има сведения за целенасочена селекция в Русия, в САЩ, Канада, Австралия, Франция, Германия и Италия, но те са повече плод на хоби от колкото на истинска селекция.  Вероятно най-ранната публикация за селекция в Германия е на Кьолройтер (1776). По-късно едва след публикуването през 1866 г на генетичните закони за наследствеността на Мендел, около 1875-1880 г се появяват първите сортове пшеница във Франция (Vilmorin);  в Германия (Rimpau), в Канада (Marquis), в САЩ  (Pringle) и в Австралия (Robin).  Само два принципа на селекция са прилагани: отборът не създава генетично разнообразие, а само го фиксира и селекцията е ефективна само при признаци, които се наследяват. В края на века и началото на 20 век са създадени първите сортове, плод на полова хибридизация в Италия от Стрампели. През 30-те години на 20 век Николай Вавилов прави епохални световни научни експедиции и определя географските (генетични) центрове на произход на културните растения. Описвайки в много големи детайли и много видове житни видове, той дава голям тласък на съвременната селекция.

Селекцията на  пшеницата: ефективна земеделска наука

Нейното бурно и ефективно развитие в света започва след Втората световна война, като сортовете създадени в различни държави имат локален характер. Веднага след войната е създаден и световният център за селекция на пшеница и царевица в Мексико (CIMMYT). Финансиран от ФАО, този център успява за период от около 40 г. да създаде голям брой сортове пшеница, които се разпространяват из цял свят, предимно в развиващите се държави. Един от неговите основатели и активни селекционери е американският учен Норман Борлауг. Той е идеологът и прекият организатор на „зелената революция”, в земеделието. За този световен процес са изписани стотици книги, но най-важното е че селекционната дейност е превърната в главен фактор, който увеличава неимоверно много продуктивността на пшеницата (фигура 1). Поради тази причина Борлауг става лауреат на Нобелова награда за мир през 1971 г, за неговия изключителен принос за изхранване на човечеството чрез селекция. В някои от държавите добивът на пшеница е увеличен повече от три пъти. Като цяло производството на пшеница в света след 1970 г до наши дни е увеличено над 2 пъти (таблица 1). 

Фигура 1. Повишение на производството (пъти) през 2015 в сравнение с 1970 г.

               

Особено голяма впечатление правят в това отношение държави като Китай, Индия, Англия, Франция, Русия и др, в които се оглеждат огромни площи с тази култура. Китай и Индия са държавите с най-голямо производство, възлизащо сега на около 28 % от световното. Най-силно в резултат на селекция се е увеличило производството на пролетния тип пшеница. При нея селекцията е много интензивна (две поколения, годишно). При зимната пшеница, която се отглежда и у нас, прогресът е по-малък, но също доста забележителен. Най-напреднали в селекционно отношение са страни като Англия (3.54), Германия (3.32), Канада (3.25), Франция (2.96), Русия (2.94), Украйна (2.43) и др.

 

Таблица 1. Производство на пшеница в държави с производство над това на България, след 1970 г.

№	Страна	1970	1980	1990	2000	2010	2015 *
1	Китай	29.188	55.212	98.231	99.636	115.180	126.000
2	Индия	20.09	31.830	49.849	76.368	80.710	95.850
3	Русия	20.093	29.830	31.830	34.455	41.507	59.000
4	Сащ	36.784	64.799	74.294	60.639	60.102	55.129
5	Франция	12.649	23.781	33.345	37.353	38.207	37.400
6	Канада	9.024	19.292	32.098	26.535	23.166	29.300
7	Германия	7.794	11.253	15.241	21.621	24.106	25.900
8	Пакистан	7.294	10.856	14.315	21.078	23.310	25.000
9	Украйна	..	..	..	10.197	16.851	24.750
10	Австралия	7.889	10.856	15.066	22.108	22.138	24.000
11	Турция	10.081	16.554	20.022	21.008	19.660	17.700
12	Англия	4.237	8.470	14.033	16.704	14.878	15.000
13	Иран	4.262	5.849	8.011	8.087	15.028	13.000
14	Казахстан	4.237	5.366	7.777	9.073	9.638	12.500
15	Аржентина	4.920	7.974	11.036	16.146	14.914	12.500
16	Полша	4.607	4.175	9.025	8.502	9.487	10.600
17	Египет	1.519	1.736	4.268	6.564	7.177	8.200
18	Узбекистан	..	..	..	3.532	6.730	7.150
19	Италия	9.688	9.156	8.108	7.463	6.900	7.000
20	Румъния	3.356	6.264	7.289	4.456	5.811	6.800
21	Испания	4.062	6.039	4.773	7.293	5.610	6.480
22	Мароко	1.800	1.811	3.613	1.380	4.876	6.100
23	Бразилия	1.844	2.701	3.093	1.661	6.036	5.900
24	Чехия	.	..	..	4.084	4.161	5.430
25	Дания	0.512	0.652	3.953	4.693	5.059	5.050
26	Унгария	2.722	6.077	6.198	3.692	3.763	5.050
27	Афганистан	2.081	2.550	1.650	1.469	4.532	5.020
28	БЪЛГАРИЯ	3.031	3.846	5.292	2.781	3.994	4.920.
	СВЕТА	310.740	440.187	592.310	585.690	650.881	724.760

* – прогноза през март 2015

                Силно развитие има селекцията в бившия СССР след 1945 г. Само 10 год. след Втората световна война в Научния институт по пшеницата в гр. Краснодар е създаден сорт Безостая 1. В последствие той се превръща в най-масово използвания в селекцията сорт в света, поради уникални съчетания от полезни стопански качества и висока приспособимост. Неговият автор е руснакът Павел Лукьяненко, който заедно с американеца Норман Борлауг и италианеца Назарено Стрампели са считани за пионери на съвременната селекция на пшеницата поради тава, че  техни сортове се превръщат в реален фундамент за осезаем прогрес на селекция в редица части на света.

                Нашата страна с увеличение от 1.62 пъти и част от бившите социалистически държави имат по-ниско от световното ниво (2.33) увеличение на производството. Все пак България се нарежда на 28-мо място (0,6 %) по производство на пшеница в света и участва ежегодно в търговията на зърно с дял от около 1,5 % на фона на около 160 млн. тона. Това се дължи и на резултативната селекция у нас през последните 50 години, на което ще се спрем по-късно.