Научное направление:
«Создание отечественных конкурентоспособных сортов нового поколения, за счет активного и эффективного использования возобновляемого природного источника энергии солнца посредством фотосинтеза»
Шифры научных специальностей, в рамках которых разрабатывалось данное научное направление:
Краткая аннотация научного направления:
Одним из приоритетных направлений создания гармонично развивающегося производства должно быть экологически и экономически рациональное землепользование, основывающееся на адаптивно-ландшафтных системах, центральным местом которых является сорт.
Но традиционные методы селекции не в полной мере отвечают стоящим задачам. Современные районированные сорта формируют высокий и стабильный урожай лишь в благоприятных погодных условиях и высоком уровне культуры земледелия и не всегда оказываются конкурентоспособными. Многие из них в сильной степени поражаются болезнями и повреждаются вредителями, не обеспечивая достаточного энергосбережения и экологическую безопасность производства и получаемой продукции. В результате по ряду сельскохозяйственных культур (ячмень, кукуруза, подсолнечник, картофель, сахарная свекла и т.д.) отмечается выраженная экспансия зарубежных сортов.
Основная причина заключается в том, что в результате селекции фотоэнергетический потенциал растений не увеличивается, а фактически остается на достигнутом в ходе эволюции уровне. И, очевидно, его возможностей в настоящее время уже не хватает, чтобы одновременно обеспечить получение высокого, качественного и стабильного урожая, так как для этого требуется значительно больше энергии, чем ее усваивают современные культурные растения. Поэтому и предлагается изменить данную ситуацию с помощью повышения фотоэнергетического потенциала культурных растений и эффективности его использования. Селекция в данном направлении в России фактически не проводилась, несмотря на огромные потенциальные резервы. Научно доказано, что современные посевы сельскохозяйственных культур реализуют фотосинтетическую активную радиацию в накоплении урожая с КПД -1-2%. В тоже время, если его величину довести до 4-5%, то урожайность возделываемых сортов можно будет приблизить к максимально возможному.
По этой проблеме целенаправленные научно-методические исследования нами осуществляются с 1983 года. Исследования проводятся полевыми, вегетационными и лабораторными методами по наиболее распространенным и востребованным сельскохозяйственным культурам: горох, соя, гречиха, яровая и озимая пшеницы.
По сравнению с аналогами, новое направление исследований позволяет:
- проводить экспресс – методами в полевых условиях оценку генофонда с.-х. культур по показателям активности и эффективности фотосинтетической деятельности на интактных растениях в режиме реального времени;
- создавать новый исходный материал, сочетающий высокую продуктивность с повышенной фотосинтетической активностью и устойчивостью к экстремальным факторам среды;
- ускоренно выводить сорта на принципиально иной основе - использования показателей фотосинтетической активности.
Ожидается, что создание сортов сельскохозяйственных культур с повышенным фотоэнергетическим потенциалом и эффективным его использованием позволит получать не только высокий, стабильный и качественный урожай, но, что очень важно, при минимальном использовании химических средств защиты растений, воды и азота. Страны, обладающие такими сортами, будут иметь неоспоримые преимущества на агропродовольственном рынке, по сравнению с другими его участниками, о чем свидетельствует выраженная динамика развития мирового производства экологически чистых продуктов.
Но традиционные методы селекции не в полной мере отвечают стоящим задачам. Современные районированные сорта формируют высокий и стабильный урожай лишь в благоприятных погодных условиях и высоком уровне культуры земледелия и не всегда оказываются конкурентоспособными. Многие из них в сильной степени поражаются болезнями и повреждаются вредителями, не обеспечивая достаточного энергосбережения и экологическую безопасность производства и получаемой продукции. В результате по ряду сельскохозяйственных культур (ячмень, кукуруза, подсолнечник, картофель, сахарная свекла и т.д.) отмечается выраженная экспансия зарубежных сортов.
Основная причина заключается в том, что в результате селекции фотоэнергетический потенциал растений не увеличивается, а фактически остается на достигнутом в ходе эволюции уровне. И, очевидно, его возможностей в настоящее время уже не хватает, чтобы одновременно обеспечить получение высокого, качественного и стабильного урожая, так как для этого требуется значительно больше энергии, чем ее усваивают современные культурные растения. Поэтому и предлагается изменить данную ситуацию с помощью повышения фотоэнергетического потенциала культурных растений и эффективности его использования. Селекция в данном направлении в России фактически не проводилась, несмотря на огромные потенциальные резервы. Научно доказано, что современные посевы сельскохозяйственных культур реализуют фотосинтетическую активную радиацию в накоплении урожая с КПД -1-2%. В тоже время, если его величину довести до 4-5%, то урожайность возделываемых сортов можно будет приблизить к максимально возможному.
По этой проблеме целенаправленные научно-методические исследования нами осуществляются с 1983 года. Исследования проводятся полевыми, вегетационными и лабораторными методами по наиболее распространенным и востребованным сельскохозяйственным культурам: горох, соя, гречиха, яровая и озимая пшеницы.
По сравнению с аналогами, новое направление исследований позволяет:
- проводить экспресс – методами в полевых условиях оценку генофонда с.-х. культур по показателям активности и эффективности фотосинтетической деятельности на интактных растениях в режиме реального времени;
- создавать новый исходный материал, сочетающий высокую продуктивность с повышенной фотосинтетической активностью и устойчивостью к экстремальным факторам среды;
- ускоренно выводить сорта на принципиально иной основе - использования показателей фотосинтетической активности.
Ожидается, что создание сортов сельскохозяйственных культур с повышенным фотоэнергетическим потенциалом и эффективным его использованием позволит получать не только высокий, стабильный и качественный урожай, но, что очень важно, при минимальном использовании химических средств защиты растений, воды и азота. Страны, обладающие такими сортами, будут иметь неоспоримые преимущества на агропродовольственном рынке, по сравнению с другими его участниками, о чем свидетельствует выраженная динамика развития мирового производства экологически чистых продуктов.
Аннотации трех наиболее значимых публикаций:
1 Амелин, А.В. Повышение энергетического потенциала культурных растений и эффективности его использования - стратегическая задача селекции в обеспечении импортозамещения и продовольственной безопасности России/ А.В. Амелин, Е.И. Чекалин //Вестник ОрелГАУ. - 2015. - №6(57). – С. 9-17.
В статье представлен обзорный анализ современного состояния сельского хозяйства в целом и селекции, в частности. Подчеркивается, что сорт в настоящее время стал основным фактором экономического роста сельскохозяйственного производства. Но быстрый рост урожайности, который достигнут во второй половине прошлого столетия за счет создания сортов интенсивного типа, в последние десятилетия существенно замедлился и не соответствует конечным целям зеленой революции и современным запросам мирового сельского хозяйства. Поэтому предлагается проводить целенаправленную работу на повышение фотоэнергетического потенциала культурных растений и эффективное его использование, что согласуется и со взглядами ученых за рубежом.
Отмечается, что повысить фотоэнергетический потенциал растений и эффективность его использования в формировании высокого и стабильного урожая зерна хотя и необходимо, но сделать это будет не просто, ввиду того, что фотосинтетический процесс весьма сложный и по организации, и функционированию. Краткосрочные планы улучшения показателей фотосинтетической деятельности растений должны включать: оптимизацию расположения листьев в растительном посеве в целях избегания неравномерного насыщения света отдельных листьев и снижения фотодыхания. Долгосрочные же планы следует ориентировать на совершенствование карбоксилазного пути усвоения СО2 на основе оптимизации основных компонентов фотосинтетического аппарата.
Делается заключение, что данная работа вполне может быть эффективной, так как генофонд сельскохозяйственных культур характеризуется огромным разнообразием по показателям активности фотосинтеза. Подтверждением тому, является сорт гречихи Даша, созданный совместно с селекционерами ВНИИ зернобобовых и крупяных культур, который был рекомендован к районированию. в 2017 году.
2. Амелин, А.В. Фотоэнергетический потенциал — «Клондайк» в селекции / А.В. Амелин, А.Н. Фесенко, Е.И. Чекалин, В.В. Заикин, А.М., Задорин, В.Т. Городов, И.В. Кулешова // Селекция, семеноводство и генетика. – 2016. – № 6(12). – С. 36-38.
Аннотация. В статье рассматриваются достижения селекции за последние 60-70 лет. Анализируются достоинства и недостатки современных сортов. Отмечается, что современные сорта эффективно реализуют свой биологический потенциал лишь при высокой культуре земледелия, в оптимальную по увлажнению и температуре воздуха погоду. В неблагоприятных условиях, особенно в засуху и при воздействии вредителей и болезней, они по-прежнему сильно снижают урожайность. Делается вывод, что основная причина сложившегося положения обусловлена недостаточным фотоэнергетическим потенциалом культурных растений, который в результате селекции фактически не меняется, а остается на достигнутом в ходе эволюции уровне.
Изменить данную ситуацию предлагается целенаправленным повышением активности и эффективности использования в продукционном процессе фотосинтеза, где скрыты огромные, но мало используемые резервы.
Отмечается, что начатая селекционная работа по созданию новых сортов с повышенной активностью и эффективностью фотосинтеза находится пока, в стадии становления и требует больших дальнейших усилий, чтобы выдержать острую конкуренцию с зарубежными научными коллективами. Для этого предлагается создать в России специализированный физиолого-генетический центр по фотосинтезу, который возьмет на себя миссию по решению данной проблемы.
3. Амелин, А.В. Физиологические аспекты достижений, проблем и перспектив селекции/ А.В. Амелин// Успехи современной науки (130 лет со дня рождения Н.И. Вавилова). – 2017. – № 10. – Т.2. – С.168-175.
Аннотация: проведен научный анализ результатов многолетних собственных исследований и литературных сведений о физиологических факторах достижений, проблем и перспектив селекции. Сделано заключение, что ее традиционные методы не в полной мере отвечают текущим задачам сельскохозяйственного производства. Современные районированные сорта формируют высокий и стабильный урожай лишь в благоприятных погодных условиях и высоком уровне культуры земледелия и не всегда оказываются конкурентоспособными. Многие из них в сильной степени поражаются болезнями и повреждаются вредителями, не обеспечивая экологическую безопасность производства и получаемой продукции. Основная причина – недостаточный биоэнергетический потенциал растений, величина которого в процессе селекции фактически остается на одном достигнутом эволюцией уровне. Изменить данную ситуацию предлагается целенаправленной работой на повышение активности и эффективности возобновляемого природного источника энергии фотосинтеза, где скрыты огромные, но малоиспользуемые резервы. Путь этот рассматривается одним из наиболее перспективных и трудных, поскольку фотосинтез представляет собою весьма сложный по организации и функционированию процесс, слабо поддающийся эндо - и экзогенному регулированию. В решении стоящей проблемы предлагается использовать комплексный подход.
В статье представлен обзорный анализ современного состояния сельского хозяйства в целом и селекции, в частности. Подчеркивается, что сорт в настоящее время стал основным фактором экономического роста сельскохозяйственного производства. Но быстрый рост урожайности, который достигнут во второй половине прошлого столетия за счет создания сортов интенсивного типа, в последние десятилетия существенно замедлился и не соответствует конечным целям зеленой революции и современным запросам мирового сельского хозяйства. Поэтому предлагается проводить целенаправленную работу на повышение фотоэнергетического потенциала культурных растений и эффективное его использование, что согласуется и со взглядами ученых за рубежом.
Отмечается, что повысить фотоэнергетический потенциал растений и эффективность его использования в формировании высокого и стабильного урожая зерна хотя и необходимо, но сделать это будет не просто, ввиду того, что фотосинтетический процесс весьма сложный и по организации, и функционированию. Краткосрочные планы улучшения показателей фотосинтетической деятельности растений должны включать: оптимизацию расположения листьев в растительном посеве в целях избегания неравномерного насыщения света отдельных листьев и снижения фотодыхания. Долгосрочные же планы следует ориентировать на совершенствование карбоксилазного пути усвоения СО2 на основе оптимизации основных компонентов фотосинтетического аппарата.
Делается заключение, что данная работа вполне может быть эффективной, так как генофонд сельскохозяйственных культур характеризуется огромным разнообразием по показателям активности фотосинтеза. Подтверждением тому, является сорт гречихи Даша, созданный совместно с селекционерами ВНИИ зернобобовых и крупяных культур, который был рекомендован к районированию. в 2017 году.
2. Амелин, А.В. Фотоэнергетический потенциал — «Клондайк» в селекции / А.В. Амелин, А.Н. Фесенко, Е.И. Чекалин, В.В. Заикин, А.М., Задорин, В.Т. Городов, И.В. Кулешова // Селекция, семеноводство и генетика. – 2016. – № 6(12). – С. 36-38.
Аннотация. В статье рассматриваются достижения селекции за последние 60-70 лет. Анализируются достоинства и недостатки современных сортов. Отмечается, что современные сорта эффективно реализуют свой биологический потенциал лишь при высокой культуре земледелия, в оптимальную по увлажнению и температуре воздуха погоду. В неблагоприятных условиях, особенно в засуху и при воздействии вредителей и болезней, они по-прежнему сильно снижают урожайность. Делается вывод, что основная причина сложившегося положения обусловлена недостаточным фотоэнергетическим потенциалом культурных растений, который в результате селекции фактически не меняется, а остается на достигнутом в ходе эволюции уровне.
Изменить данную ситуацию предлагается целенаправленным повышением активности и эффективности использования в продукционном процессе фотосинтеза, где скрыты огромные, но мало используемые резервы.
Отмечается, что начатая селекционная работа по созданию новых сортов с повышенной активностью и эффективностью фотосинтеза находится пока, в стадии становления и требует больших дальнейших усилий, чтобы выдержать острую конкуренцию с зарубежными научными коллективами. Для этого предлагается создать в России специализированный физиолого-генетический центр по фотосинтезу, который возьмет на себя миссию по решению данной проблемы.
3. Амелин, А.В. Физиологические аспекты достижений, проблем и перспектив селекции/ А.В. Амелин// Успехи современной науки (130 лет со дня рождения Н.И. Вавилова). – 2017. – № 10. – Т.2. – С.168-175.
Аннотация: проведен научный анализ результатов многолетних собственных исследований и литературных сведений о физиологических факторах достижений, проблем и перспектив селекции. Сделано заключение, что ее традиционные методы не в полной мере отвечают текущим задачам сельскохозяйственного производства. Современные районированные сорта формируют высокий и стабильный урожай лишь в благоприятных погодных условиях и высоком уровне культуры земледелия и не всегда оказываются конкурентоспособными. Многие из них в сильной степени поражаются болезнями и повреждаются вредителями, не обеспечивая экологическую безопасность производства и получаемой продукции. Основная причина – недостаточный биоэнергетический потенциал растений, величина которого в процессе селекции фактически остается на одном достигнутом эволюцией уровне. Изменить данную ситуацию предлагается целенаправленной работой на повышение активности и эффективности возобновляемого природного источника энергии фотосинтеза, где скрыты огромные, но малоиспользуемые резервы. Путь этот рассматривается одним из наиболее перспективных и трудных, поскольку фотосинтез представляет собою весьма сложный по организации и функционированию процесс, слабо поддающийся эндо - и экзогенному регулированию. В решении стоящей проблемы предлагается использовать комплексный подход.