وفي العقود المقبلة، سوف يتطلب توفير الغذاء للأعداد المتزايدة من سكان العالم مضاعفة إنتاج المحاصيل الزراعية. تعد البطاطس، إلى جانب الذرة والأرز والقمح، المحصول الغذائي الأكثر انتشارًا في العالم. مزاياها: القدرة على تحمل التكاليف، والقيمة الغذائية العالية، وملاءمتها للتخزين طويل الأجل، والعائد المرتفع. إنه بمثابة الأساس لإعداد مجموعة متنوعة من الأطباق سواء في المنزل أو في نظام تقديم الطعام العام، ويظل أيضًا مادة خام مهمة للمعالجة.
لكن البطاطس محصول صعب في العديد من المعايير الاقتصادية والبيولوجية. يتم الجمع بين الاستخدام الاقتصادي للمياه والقدرة على التكيف مع المناخات الباردة مع المتطلبات العالية لرخاوة التربة وغياب الحجارة. ولهذا السبب، فإن توزيع مناطق زراعة البطاطس في مناطق مختلفة من العالم غير متساوٍ للغاية (الشكل 1).
الشكل 1. توزيع مساحة البطاطس في جميع أنحاء العالم ((منظمة الأمم المتحدة للأغذية والزراعة 2016)
تتطلب الزراعة المكثفة لمحصول يبلغ إنتاجه 40-50 طن/هكتار مكافحة نشطة للعديد من الأمراض والآفات، لذلك يتم استخدام العديد من منتجات حماية النباتات الكيميائية، والتي يمكن أن يكون لها تأثير كبير على البيئة. على سبيل المثال، فإن المنطقة بأكملها تقريبًا المزروعة بالبطاطس في مناطق الولايات المتحدة ذات التخصص طويل الأجل والحد الأقصى (أيداهو، واشنطن، داكوتا الشمالية) تخضع بشكل دوري للتبخير. وهذا يعني إضافة حوالي 500 كجم/هكتار من العقاقير القوية، مثل صوديوم الميثام أو الكلوروبيكرين، إلى التربة. بدون هذا التعقيم، من المستحيل الحصول على منتج عالي الجودة هناك، لأن التربة شديدة العدوى. وفي البلدان النامية، تكون غلة الهكتار الواحد منخفضة (15-20 طن/هكتار) بسبب استخدام مواد مصدر منخفضة الجودة وطرق الزراعة دون المستوى الأمثل. على خريطة العالم، يتم تضمين روسيا أيضا في هذه المناطق (الشكل 2).
الشكل 2. التوزيع العالمي لمحصول البطاطس (طن/هكتار)، قاعدة بيانات المنظمة، 2014-2016
ومع ذلك، لا ينبغي لنا أن ننسى أن البيانات الإحصائية للاتحاد الروسي لا تزال تأخذ في الاعتبار إنتاجية البطاطس في قطع الأراضي المنزلية للسكان، والتي لا يمكن بأي حال من الأحوال أن تكون مرتفعة كما هو الحال في المؤسسات الزراعية المتخصصة، والتي وصلت منذ فترة طويلة إلى مستوى 30-40 طن/هك. أولئك. تنعكس أراضي روسيا بشكل صحيح على هذه الخريطة ليس باللون البرتقالي، ولكن باللون الأخضر الفاتح، أو في الحالات القصوى باللون الأصفر.
ووفقاً لتوقعات منظمة الأغذية والزراعة، فإن المساحة المزروعة بالبطاطس في المستقبل ستزداد بقوة في أفريقيا وأمريكا اللاتينية وجنوب شرق آسيا (الشكل 3).
الشكل 3. مستقبل إنتاج البطاطس. الشريط الأزرق – بيانات عام 2015، البرتقالي – توقعات عام 2030، الأصفر – توقعات عام 2050
وستبقى المناطق في أمريكا الشمالية والصين على نفس المستوى، بينما ستنخفض في أوروبا. من الواضح أن هذه التوقعات عامة جدًا. لن تقوم نفس الدول الأوروبية الرئيسية المنتجة للبطاطس NWEC-05 (ألمانيا وفرنسا وهولندا وبلجيكا وإنجلترا) بتخفيض إنتاج البطاطس، ولكنها ستزيد فقط. تم مؤخرًا نشر تحليل أعمال تفصيلي للحالة والظروف والفرص لمواصلة تطوير صناعة زراعة البطاطس في هذه البلدان (الجدول 1).
الجدول 1. تحليل SWOT لإنتاج البطاطس في بلدان NWEC-05
نقاط القوة: ظروف مناخية وتربة مواتية للغاية لزراعة البطاطس، مما يؤدي إلى تحقيق أعلى إنتاجية من البطاطس على المستوى العالمي؛ مزارعي البطاطس ذوي المؤهلات العالية و/أو ذوي الخبرة؛ وتطوير سلاسل توريد متكاملة بدءًا من التربية وإنتاج البذور وحتى السوق النهائية؛ صناعة معالجة متطورة، خاصة لإنتاج الأطعمة المجمدة؛ توافر أحدث التقنيات في مجال إنتاج البطاطس وحماية المحاصيل وتخزينها وإمكانية الوصول إليها؛ البحوث الأكاديمية والمجتمعية رفيعة المستوى لمعالجة المشاكل في قطاع البطاطس؛ توافر خدمات دعم/توزيع البطاطس في جميع أنحاء المنطقة الشمالية للمياه والكهرباء-05؛ وجود منظمات البطاطس الدولية مثل EUROPATAT (التجارة)، وEUPPA (المجهزون)، وNEPG (المنتجون)؛ شبكة تجارية متطورة لتصدير منتجات البطاطس الطازجة والمجهزة.
نقاط الضعف: يؤدي ري البطاطس إلى إنتاج انبعاثات ثاني أكسيد الكربون أعلى2 من حيث إنتاجية المادة الجافة؛ استخدام كميات كبيرة من المبيدات الحشرية لمكافحة الأمراض/الآفات/الأعشاب الضارة؛ أنظمة الجذر ذات كفاءة N منخفضة، مما يؤدي إلى ارتفاع تكاليف N ومخاطر الترشيح N؛ متطلبات المستوى العالي من التكنولوجيا المستخدمة؛ تتسبب تلال التربة في جريان المياه والمغذيات وتآكلها في الحقول المنحدرة؛ والتقلب الشديد في أسعار البطاطس مقارنة بزيادة تكاليف الإنتاج؛ الافتقار إلى مستوى عال من التعاون العام بين البلدان لحل مشاكل الإنتاج بشكل مشترك؛ التحديات الاقتصادية بين الجهات الفاعلة في سلسلة قيمة البطاطس؛ الصورة السيئة لقطاع البطاطس في وسائل الإعلام.
الميزات: تقنيات تربية جديدة لتسريع إنشاء الأصناف؛ وتطوير الزراعة الدقيقة والاستشعار عن بعد؛ وتطوير منتجات المكافحة الحيوية لمكافحة أمراض البطاطس والآفات والأعشاب الضارة؛ تطوير البدائل الميكانيكية للمبيدات الحشرية الكيميائية لمكافحة الأمراض/الآفات/الأعشاب الضارة؛ إمكانية توسيع التعاون في إنتاج أنواع مختلفة من البطاطس في إطار NWEC-05؛ الطلب المتزايد على إنتاج البطاطس العضوية؛ ويؤدي تغير المناخ إلى مواسم نمو أطول وارتفاع معدلات نمو المحاصيل والغلة؛ وزيادة قنوات بيع البطاطس على المدى القصير؛ الطلب المتزايد على المعرفة ودرنات البذور ومنتجات البطاطس في البلدان النامية.
التهديدات: وخفض استهلاك البطاطس في أوروبا؛ مشاكل الأمراض والآفات الجديدة؛ مشاكل حماية المحاصيل والدرنات بسبب حظر المواد الفعالة؛ وتغير المناخ والظواهر الجوية المتطرفة؛ وتأثيرات تكثيف إنتاج البطاطس على خصوبة التربة وصحة التربة في العالم (تطور الأمراض/الآفات، وجريان المياه، وتآكل التربة، وضغط التربة)؛ وفي بعض المناطق (F، D، إنجلترا) يلزم الري للحفاظ على إنتاجية أعلى أو تحقيقها؛ مواقف الضغط أو التسويق غير العقلانية فيما يتعلق بالممارسات المتنامية (مثل حملة "لا بقايا" ضد تنظيم الحد الأقصى للمخلفات)؛ التطور المفرط لمعالجة البطاطس.
تتمتع روسيا بجميع الظروف والفرص لتصبح منتجًا رائدًا للبطاطس التجارية ومنتجات البطاطس عالية الجودة على نطاق عالمي. فقط معظم السمات المميزة القوية لزراعة البطاطس الأوروبية لا تزال من سمات ضعف البطاطس الروسية. لقد تشكلت للتو صناعة زراعة البطاطس التجارية في الاتحاد الروسي وقد وصلت مساحتها إلى 300 ألف هكتار ويبلغ حجم إنتاجها حوالي 8 ملايين طن (يتم إنتاج نفس الكمية من البطاطس التجارية في هولندا). ويفتقر إلى الاستقرار والعديد من المؤسسات العاملة والمساندة المدرجة في الجدول 1. ولكن هناك مزايا لا يمكن إنكارها من حيث الإنتاج على نطاق واسع، وانخفاض مستوى حمل المبيدات الحشرية المستخدمة (على سبيل المثال، لا يستخدم تبخير التربة على الإطلاق)، والبيولوجيا، ومناخ الشتاء القاسي يساعد في السيطرة على مشاكل الصحة النباتية. إن نفس الاتجاهات المتمثلة في ارتفاع درجات الحرارة والجفاف، وتفاقم الوضع المعدية، التي يعاني منها مزارعو البطاطس في أوروبا الغربية أكثر من غيرهم، والذين يضطرون إلى نقل، على سبيل المثال، إنتاج بذور البطاطس إلى مناطق أخرى، ينبغي عمومًا تقييمها على أنها تغيرات مناخية إيجابية زراعة البطاطس في جميع أنحاء روسيا. ومن الواضح أن زراعة البطاطس للسوق الموسمية في المناطق الجنوبية أصبحت أكثر صعوبة، ولكن أصبح من الممكن نقل البطاطس باستمرار إلى المزيد من المناطق الشمالية.
في الوقت نفسه، فإن هذا المستوى فقط من زراعة البطاطس الروسية هو الواعد الذي سيكون قادرًا على المنافسة باستمرار مقارنة بأوروبا الغربية والأمريكية، وكذلك على خلفية إنتاج المحاصيل الغذائية الرئيسية الأخرى (القمح والأرز والذرة) ، وسوف تسمح بالحصول على عوائد عالية في مختلف التربة والظروف المناخية. وسيكون التحدي الرئيسي في المستقبل هو إنتاج المزيد من المنتجات بنفس الموارد أو بموارد أقل وبنفايات أقل. احتياطيات وآفاق الاتحاد الروسي في هذا الصدد هائلة. بمجرد أن يبدأ استخدام الموارد الطبيعية للبلاد لصالح تنمية اقتصادها، سيصبح إنتاج البطاطس في روسيا تنافسيًا باستمرار وأكثر ربحية وربحية من مناطق أخرى من العالم. ولكن لهذا من الضروري توفير الوقود والكهرباء والغاز والمعادن والأسمدة للسوق المحلية بأسعار محلية كافية ومعقولة لا تعيق تنمية قطاعات الاقتصاد الأخرى. ويبلغ سعر البنزين الإيراني في إيران 10 روبل/لتر (من حيث التحويل بالطبع)، وكان سعر كلوريد البوتاسيوم البيلاروسي 60% في جمهورية بيلاروسيا في ربيع هذا العام 6 روبل/طن، بينما كان سعر الروسي في روسيا 000 روبل/طن. كان الاتحاد 24 روبل / طن.
يتم تقديم نظرة عامة مختصرة عن حالة زراعة البطاطس العالمية على وجه التحديد لأن نتيجة إنتاج البطاطس (P) يتم تحديدها بواسطة المنتج: P = G × E × M × S، حيث G هو النمط الجيني أو الصنف، وE هي التربة و الظروف المناخية، M هو الإدارة أو مستوى التكنولوجيا وS - بيئة الاقتصاد الكلي. تعد ظروف التربة والمناخ المواتية أمرًا بالغ الأهمية لتسخير إمكانات الأصناف والابتكارات التكنولوجية الجديدة والمساهمة في ازدهار قطاع البطاطس المحلي. يعد تطوير الخدمات المالية وغير المالية (أسعار القروض، والإيجار، والتأمين، وإعانات الميزانية للإنتاج والبنية التحتية، وما إلى ذلك) أيضًا مكونات رئيسية لضمان كفاءة الصناعة (الشكل 4).
رسم. 4. نتائج (P) للأنظمة الغذائية الزراعية للبطاطس الريفية والصناعية بناءً على التأثيرات التفاضلية للنمط الوراثي (G)، والبيئة (E)، وعوامل الإدارة (M)، والاحتياجات والخدمات المجتمعية (S)
تربية أو إنشاء أصناف جديدة من البطاطس – عامل مهم في الإنتاج الفعال للبطاطس، الأمر الذي لن يؤدي إلا إلى زيادة أهميتها في المستقبل. وبفضل فك رموز جينوم البطاطس وإمكانيات تقنيات التربية الجديدة، يبدو أنها الاحتياطي رقم واحد لمواصلة تطوير زراعة البطاطس. يتم عرض تأثير نتائج الاتجاهات الرئيسية للاختيار على زيادة كفاءة زراعة البطاطس بإيجاز في الجدول 2.
الجدول 2. تأثير اتجاهات التربية على زيادة كفاءة إنتاج البطاطس
خيارات البحث الرئيسية لتحسين كفاءة نظم إنتاج البطاطس | جوانب الأمن الغذائي | ||||||
المساهمة في تكثيف الإنتاج | دخل المزارع | كفاءة إنتاج السعرات الحرارية والمواد الغذائية | الحد من التأثير البيئي | ||||
كفاءة استخدام المياه | كفاءة استخدام الأراضي | كفاءة استخدام النيتروجين والفوسفور | كفاءة استخدام المبيدات الحشرية | ||||
اختيار وتربية الأصناف (G - النمط الوراثي) | |||||||
إمكانات عالية الغلة | ** | *** | *** | محايد/سلبي | *** | ** | - |
مقاومة مسببات الأمراض | - | *** | * | *** | ** | ** | *** |
مقاومة الجفاف/الحرارة/الملوحة | *** | *** | * | - | ** | ** | * |
السرعة | *** | *** | *** | ** | *** | *** | *** |
التقوية الحيوية (مثل الحديد والزنك) | - | - | - | - | * | ** | - |
أصناف هجينة حقيقية F1 وTPS، وتحرير الجينات | *** | *** | *** | *** | ** | *** | *** |
إنتاج بذور البطاطس (م - الإدارة) | |||||||
إنتاج وتوزيع بذور عالية الجودة | - | ** | * | * | *** | * | محايد/سلبي. |
يهدف تربية البطاطس إلى تحقيق أهداف معقدة ويصعب الجمع بينها. أصبح الجمع بين تحمل الإجهاد وامتصاص العناصر الغذائية بكفاءة أولوية للاستجابة بشكل أفضل لتغير المناخ المتطور. يمكن للأنماط الجينية المقاومة للفيروسات والديدان الخيطية والذبول البكتيري ومجموعة واسعة من الضغوطات غير الحيوية مثل الحرارة والجفاف وظروف الملوحة أن تحسن الإنتاجية وتوسع إنتاج البطاطس إلى مناطق جديدة. لقد كان تطوير أصناف مبكرة وعالية الإنتاجية مقاومة لفطر P. infestans هدفًا طويل الأمد لتربية البطاطس. أصبحت مقاومة الأمراض هدفاً رئيسياً لبرامج التربية في الاتحاد الأوروبي في الآونة الأخيرة فقط، عندما نجح اللوبي البيئي في فرض قيود على استخدام المبيدات الحشرية والأسمدة المعدنية، فضلاً عن فرض حظر تام على استخدام العديد من المكونات الكيميائية النشطة الشائعة والتي يصعب استبدالها. . يمكن أن يساعد التقوية الحيوية الوراثية (زيادة القيمة الغذائية) في التغلب على نقص المغذيات الدقيقة في النظام الغذائي البشري والحفاظ على مستويات عالية من استهلاك الدرنات الأكثر تغذية.
جميع النجاحات المؤكدة والمطلوبة في تربية البطاطس تعتمد على التهجين، أي. عبور أزواج الوالدين المحددة. نادرًا ما يتم تحقيق التكامل الناجح والجمع بين الخصائص الوراثية للآباء في النسل بسبب الوراثة الرباعية الصيغة الصبغية للبطاطس المزروعة. علاوة على ذلك، تختلف المجموعات الأربع من الكروموسومات في التركيب الجيني. ولهذا السبب، تعتمد برامج تربية البطاطس الناجحة على كميات كبيرة من المواد المصدرية (ما لا يقل عن 100 ألف نمط وراثي) وعملية طويلة الأجل (10 سنوات على الأقل) لاختيار أفضل الأصناف وتقييمها. كفاءة الاختيار الكلاسيكي لا تتجاوز 0,01٪. كانت هناك آمال كثيرة في زيادة معدل وكفاءة التكاثر من خلال استخدام التهجين البعيد، والطفرات، واختيار الخلايا، والتهجين الجسدي، ووضع علامات على السمات، وما إلى ذلك، ولكن كل هذه الأساليب لم تؤد إلى إنشاء أصناف البطاطس الناجحة. في الوقت الحالي، يتم اختبار تقنية تحرير الجينوم بشكل نشط، وقد بدأ العلماء الهولنديون استراتيجية تربية البطاطس لإنتاج واستخدام البذور النباتية الهجينة (الجدول 3).
الجدول 3. تقنيات إنتاج أصناف البطاطس
تقنيات إنشاء أصناف البطاطس
كيف يعمل؟ | تحسين جودة البطاطس | بيع البذور | حماية الحقوق الأوروبية | حقوق التجارة | |||
درجة | عملية | ||||||
الاختيار التقليدي | يتم تطوير أصناف جديدة عن طريق تهجين الأصناف الموجودة، تليها سنوات من أبحاث التربية. | يستغرق إدخال الخصائص الجديدة 10 سنوات على الأقل. | غير مناسب للبيع لأن كل درنة على حدة لها خصائصها الفردية. | المربون على حق، التكاليف التي يتحملها المطورون: عشرات الآلاف من اليورو. يمكن للمربين التقدم بطلب للحصول على براءات اختراع لسمات نباتية جديدة. | تعد عملية تهجين الأصناف عملية طبيعية ولا تخضع لتشريعات براءات الاختراع الخاصة بالكائنات المعدلة وراثيًا في الاتحاد الأوروبي. | تصنف هيئة التفتيش العامة الهولندية بذور البطاطس ضمن فئة الجودة. لكل دولة متطلباتها الخاصة بصحة نبات بذور البطاطس. | |
اختيار الهجين | يتم تطوير أصناف جديدة بسرعة أكبر عن طريق عبور الخطوط الأبوية النقية التي تحتوي على متغير جيني واحد فقط لجميع الجينات، تليها سنوات من البحث. | يعدون بإمكانية تقديم ميزات جديدة في أقل من خمس سنوات. ومع ذلك، سيكون من الضروري أولاً استخلاص الخطوط المقابلة ذات الميزات المناسبة. | نعم، بذور البطاطس من السلالات الأبوية النقية لها خصائص موحدة ويمكن استخدامها كمواد للزراعة. | المربون على حق، التكاليف التي يتحملها المطورون: عشرات الآلاف من اليورو. يمكن للمربين التقدم بطلب للحصول على براءات اختراع لسمات نباتية جديدة. | تعد عملية تهجين الأصناف عملية طبيعية ولا تخضع لتشريعات براءات الاختراع الخاصة بالكائنات المعدلة وراثيًا في الاتحاد الأوروبي. | لا تزال اللوائح الخاصة ببذور البطاطس المعتمدة قيد التطوير. العديد من البلدان ليس لديها حتى الآن أي لوائح. | |
التعديل الوراثي بما في ذلك كريسبر-كاس9 | تعديل الأصناف الموجودة من خلال التدخل الفعال في المادة الوراثية، تليها سنوات من البحث في الصفات والاستقرار. | وحتى لو استغرق التلاعب بالحمض النووي بضعة أيام فقط، فإن العملية برمتها، بدءًا من تحديد الجينات وحتى البحث الميداني، تستغرق وقتًا أطول. استغرق مشروع DuRPH، الذي تم من خلاله إعطاء الأصناف الموجودة مقاومة متعددة لمرض لفحة البطاطس المتأخرة، ما مجموعه 10 سنوات. | غير مناسب للبيع لأن كل درنة على حدة لها خصائصها الفردية. | تخضع للوائح الاتحاد الأوروبي المعدلة وراثيا. من أجل الموافقة على استخدام مجموعة متنوعة، يجب على المطور إثبات سلامة المنتج. التكلفة: مليون يورو. يمكن للمربين التقدم بطلب للحصول على براءات اختراع لسمات نباتية جديدة. | التعديل الوراثي ليس عملية طبيعية ويمكن أن يخضع لطلب براءة اختراع. | تصنف هيئة التفتيش العامة الهولندية بذور البطاطس ضمن فئة الجودة. لكل دولة متطلباتها الخاصة بصحة نبات بذور البطاطس. |
* يمكن المطالبة بحقوق المربي إذا كان الصنف جديدا ومتميزا وموحدا ومستقرا. ومع حقوق المربي، يتمتع العالم بالحق الحصري في بيع بذور البطاطس والبذور (الحقيقية) (Louwaars et al., 2009).
يعد الحصول على البذور النباتية من التهجين هو المرحلة الأولى في التربية الكلاسيكية. بعد ذلك، يتم الحصول على الدرنات من البذور، ويتم الحفاظ على أصناف البطاطس ونشرها حصريًا على شكل درنات. لكن المربين الهولنديين يعتزمون نقل البطاطس إلى فئة محاصيل البذور حتى يمكن زراعة البطاطس بنفس طريقة زراعة محاصيل الخضروات الأخرى المنتشرة على نطاق واسع (الجزر والملفوف والبصل والبنجر)، أي. من البذور النباتية، وأن البذور بها جميع مميزات F1. وفي هذا الصدد، هناك بعض الغموض في مصطلح "البطاطا الهجينة". جميع الأصناف هي أيضًا هجينة، لذلك تم إدخال التسميات الإضافية F1 وTPS لبذور البطاطس النباتية = مادة البذور. تم تصميم فكرة العمل الفخمة هذه لضمان احتفاظ هولندا بمكانتها ودخلها كشركة رائدة عالميًا في إنتاج بذور البطاطس في حالة عدم سماح ارتفاع درجة حرارة المناخ بزراعة مواد بذور الدرنات عالية الجودة.
آفاق الهجين F1 (TPS) تربية البطاطس لا تزال غير مؤكدة للغاية. تحولت الثقة الأولية للشركات الناشئة في الفترة 2015-2016 لإنتاج مجموعات تجارية على مستوى المائدة خلال عامين إلى ثلاثة أعوام تدريجياً إلى وعد بإنتاج أول أنواع هجينة عالية النشا بحلول عام 2028. إن تحديد الهدف من إنشاء أنواع هجينة نشوية ليس من قبيل الصدفة - فبالنسبة لمثل هذه البطاطس لا توجد متطلبات لتوحيد الشكل وعمق العين وطبيعة القشرة والنضج المبكر والعديد من الخصائص والخصائص الأخرى التي يجب أن تتمتع بها بطاطس المائدة الحديثة. من الصعب للغاية تحقيق تجانس البذور النباتية للبطاطس المزروعة رباعي الصبغيات في جميع الجينات، وبالتالي في الخصائص والخصائص، ولكن هذا لم يكن ممكنًا بعد. ليس من قبيل الصدفة أنه في التكاثر الكلاسيكي، تعتبر بذرة واحدة من حبة البطاطس نمطًا وراثيًا فريدًا ومن المحتمل أن تكون صنفًا مستقبليًا منفصلاً، في حين أن بذرة أخرى من نفس التوت يمكن أن تصبح صنفًا مختلفًا، مختلفًا تمامًا عن الأول. وكما هو متوقع، فإن أول من حقق نجاحًا حقيقيًا في إنتاج بطاطس المائدة الهجينة لم تكن البطاطس، بل شركات تربية الخضروات ذات المؤهلات العالية والخبرة الواسعة في تربية الهجين. قضى مربو Bejo أكثر من 15 عامًا في إنشاء أول صنف بطاطس هجين رباعي الصبغيات، Oliver F1، والذي تم إنتاجه وإتاحته في السوق العالمية منذ عام 2020.
وفي الوقت نفسه، يجري العمل على تسويق البذور النباتية بشكل ديناميكي للغاية، مع استثمار موارد مالية ضخمة فيه. لقد حققت البطاطس الهجين مكانة رمزية وطنية في هولندا، كما أن طريقة تكاثرها محمية ببراءة اختراع من الاتحاد الأوروبي. بدأت جميع الأسواق التقليدية لبطاطس البذور الهولندية في اعتماد البذور النباتية مبكرًا. بادئ ذي بدء، في بلدان أفريقيا ووسط وجنوب شرق آسيا - الندوات والعروض التقديمية والمزارع التوضيحية. يُذكر أن درنات البذور أصبحت شيئًا من الماضي، وأن البذور النباتية هي مستقبل صناعة البطاطس العالمية. وبدلاً من 2-3 طن/هكتار من مواد الزراعة، سيكون من الممكن الحصول على 30 جم/هك فقط (ليس هناك كلمة واحدة عن حقيقة أنه يجب زراعة البذور باستخدام تقنية الشتلات، باستخدام العمل اليدوي). هذه هي استراتيجية الدولة وبرنامج منهجي منهجي ترتبط به جميع الهياكل التجارية والحكومية.
وكما اتضح فيما بعد، فإن بذور البطاطس النباتية يتم بالفعل اختبارها بشكل غير رسمي في روسيا. تعتبر بذور الهجين النباتية منتجًا متخصصًا ولكنه مكلف للغاية. وينبغي للمشترين الرئيسيين لها، كما هو متوقع، أن يكونوا من المزارع الصغيرة في البلدان النامية المكتظة بالسكان، والتي تزرع البطاطس يدوياً، والتي تعتبر، مع كل الاحترام الواجب، ثرية ومبتكرة. من المهم جدًا لمطوري تقنية التربية هذه أن يضموا مزارعي البطاطس الروس، الذين هم كرماء ويدفعون حاليًا ضعف ما يدفعه الأوروبيون أنفسهم، مقابل بطاطس البذور الأوروبية، من بين مستهلكي بذور F1.
إدخال تقنيات التحرير الجيني للبطاطس – طريقة أخرى واعدة لتحقيق فوائد بطاطس المستقبل. تحرير الجينوم هو الإضافة والحذف والاستبدال والانتقال المستهدف والمتعمد لأجزاء من الحمض النووي الطبيعي للكائن الحي. تعتمد هذه الطريقة على معرفة وفهم دور ووظائف جينات معينة. عندما تكون هذه المعرفة متاحة ويمكن تحقيق السمة المرغوبة من خلال التعديل المستهدف، يصبح تحرير الجينوم وسيلة أكثر كفاءة لإجراء هذه التغييرات مقارنة بتقنيات التربية الأخرى. يتيح لك المستوى المتراكم من المعرفة بعلم الوراثة تعديل أصناف البطاطس.
لقد تم تطوير أساليب التحرير واستخدامها بشكل متزايد على مدى السنوات القليلة الماضية لإجراء تعديلات دقيقة ويمكن التنبؤ بها على الجينوم في النباتات دون إضافة الحمض النووي الأجنبي. أثبتت تقنية كريسبر/كاس9 أنها أكثر كفاءة من أنظمة الإنزيمات الأخرى (نوكلياز إصبع الزنك (ZFNs)، ونواة المستجيب الشبيهة بمنشط النسخ (TALENs)، والنوكليازات الضخمة (MNs). ويعد كريسبر-كاس حاليًا أداة الجينوم الأكثر استخدامًا على نطاق واسع. التحرير وقد تم اعتماده في أبحاث التربية والتطوير في جميع أنحاء العالم، يمكن لتحرير الجينوم تحسين الأصناف ذات الأداء الضعيف أو الإشكالية دون إدخال معلومات وراثية أجنبية أو إضافية في شكل الحمض النووي، مما يسمح بإجراء تعديلات دقيقة ويمكن التنبؤ بها مباشرة في الجينوم الذي تم إنشاؤه بالفعل هذا هو الفرق الأساسي بين تحرير جينوم نبات المحصول وتحويله، أي الإضافة المستهدفة للجينات الأجنبية إلى الجينوم.يمكن اكتشاف الكائنات المعدلة وراثيا بسهولة لأن التحوير الجيني يخلق مجموعة جديدة وفريدة وغير نمطية من الجينات.
ولا تختلف التغييرات الجينية التي يتم إجراؤها باستخدام تقنية كريسبر-كاس عن التغييرات التي يمكن أن تحدث بشكل طبيعي أو نتيجة للتربية التقليدية. وهذا يعني أنه بدون معرفة مسبقة، من المستحيل تحديد ما إذا كان التغيير الجيني هو نتيجة لتحرير الجينوم. بمجرد مغادرة المنتجات المعدلة الجينوم المختبر، يصبح من الصعب السيطرة على انتشارها. وهذه الميزة هي التي تعيق حاليًا بشكل كبير تسويق الأصناف المحررة - فالإجراءات الوراثية باهظة الثمن ويجب تعويضها عند استخدام التأثير الناتج؛ ويبحث المطورون عن فرص لحماية براءات الاختراع لمنتجات التحرير.
وقد تم تطبيق تحرير الجينوم على مجموعة واسعة من المحاصيل والصفات، وقد تم بالفعل إدخال أولى هذه الأصناف في الإنتاج الزراعي الفعلي في الولايات المتحدة واليابان. تم نشر تقارير عن التغيرات في أكثر من 60 نوعًا نباتيًا في الأدبيات العلمية. تشمل الأمثلة المحددة للجينومات المعدلة ما يلي: الموز - إزالة فيروس عروق الموز؛ أرز مزهر مبكر بتركيبة زيتية معدلة؛ الأرز الغني بالكاروتينات. العنب مقاوم للأمراض الفطرية. فول الصويا الذي يحتوي على نسبة عالية من الزيت والبروتين؛ الفراولة التي تزهر عدة مرات. الذرة ذات العائد المتزايد تحت ضغط الجفاف؛ الخردل مع طعم محسن مع نسبة عالية من اللايكوبين في أميلوبكتين الطماطم؛ البطاطس التي تحتوي على نسبة عالية من الجابا؛ البطاطس التي لا تحتوي على جليكوالكالويدات وغيرها الكثير.
في الوقت الحالي، يتم تنظيم زراعة المحاصيل الجينومية بشكل مختلف حول العالم. في الأمريكتين، وكذلك الصين وأستراليا والهند واليابان، لا تخضع زراعة الأصناف المعدلة الجينوم لتشريعات الكائنات المعدلة وراثيا. في الاتحاد الأوروبي، تم الاعتراف بتحرير الجينوم كنوع من الكائنات المعدلة وراثيا وبالتالي تم حظره في عام 2016، لكن استخدام هذه التكنولوجيا لم يتوقف ليوم واحد، وتم نقل المختبرات على الفور إلى بلدان أخرى. أدى التنفيذ الناجح للطريقة على مستوى العالم والمناقشات حول هذا الموضوع التي نظمتها شركات التربية والبذور إلى رفع الحظر الذي فرضه الاتحاد الأوروبي على تحرير الجينوم في عام 2023.
وعلى خلفية التحسينات الكبيرة التي تشهدها تكنولوجيات التربية في العالم، فإن وضعنا هو كما يلي:
- تحرير الجينوم في الاتحاد الروسي يتم تصنيفها على أنها كائنات معدلة وراثيًا، وقد تم حظر استخدام هذه التكنولوجيا منذ عام 2016. ولا يوجد نقاش حول هذا الأمر في مجال التربية والبذور وفي المجتمع العلمي. ومع ذلك، قام العالم بسرعة (أبطأ في الاتحاد الأوروبي) بتقييم الفرص الجديدة ورفع القيود. إن رفض تقنيات التربية الجديدة لن يؤدي إلا إلى مزيد من التخلف عن التقدم العلمي والتكنولوجي الذي تم تحقيقه.
- خلق الهجينة F1 بطاطا من الناحية النظرية، يعد هذا هدفًا مثيرًا للاهتمام ومغريًا للغاية، ولكن من غير المرجح أن تستخدم البذور النباتية على نطاق واسع في زراعة البطاطس في الاتحاد الروسي، لأن العودة من مستوى الإنتاج الميكانيكي واسع النطاق إلى زراعة الشتلات مع الاستخدام الحتمي للعمل اليدوي أمر غير منطقي وغير عقلاني. من أجل الحد بشكل جذري من مستوى التباين في المعلمات المورفولوجية والاقتصادية والبيولوجية للبذور النباتية الهجينة، يتم تنفيذ الانتقال إلى المستوى الثنائي الصبغي وزواج الأقارب المتكرر للأشكال الأبوية. تتطلب التهجينات الهجينة الناجحة سلالات فطرية خصبة وقوية ومتجانسة. ويجب حل مشكلة الحصول على غلات عالية من البذور الهجينة بطريقة آلية، دون استخدام التلقيح اليدوي، أي التلقيح. بنفس الطريقة المتبعة مع المحاصيل الزراعية الأخرى (الذرة، دوار الشمس، بنجر السكر، الخضروات). وهذا يعني ضرورة استخدام الأدوات الوراثية مثل عقم الذكور السيتوبلازمي، والتوافق الذاتي وعدم التوافق الذاتي، وضمان الخصوبة العالية. وإذا كان الأمر يتعلق بقضايا زواج الأقارب وإدخال السمات وتقييم تجانس المادة المصدر وما إلى ذلك. فيما يتعلق بالجوانب المنهجية المساعدة، تعد المنشورات العلمية دفقًا مستمرًا، ولكن فيما يتعلق بتكنولوجيا إنتاج كميات تجارية من TPS - وليس واحدًا. لأن هذا مجال من مجالات المعرفة، والذي سيوفر عائدًا مستقبليًا على الأموال المستثمرة في تطوير هذه التكنولوجيا وإتقانها. إن الحصول على عائد مرتفع من بذور البطاطس غير المتجانسة لا يعني على الإطلاق الحصول على عائد مرتفع من درنات البذور. إن الاستثمارات المطلوبة في تطوير تهجين البطاطس كبيرة جدًا بحيث لا يستطيع تحملها سوى عدد قليل من شركات التربية حول العالم. لا توجد مثل هذه الأشياء في الاتحاد الروسي حتى الآن.
- تربية البطاطس التقليدية في روسيا يمر بمرحلة يمكن وصفها بأنها فترة انتعاش محتمل. لا ينبغي أن يكون وجود عدة مئات من الأصناف الروسية في سجل الدولة مضللاً، لأن فعالية ومستوى الاختيار يتم تقييمه من خلال حجم المرحلة الثانية من الاختيار - إنتاج البذور، والذي غالبًا ما يطلق عليه بشكل صحيح الاختيار الداعم. حجم إنتاج البذور يعني مساحة زراعة الأصناف التي تظهر نسبتها في إجمالي الإنتاج فعالية أعمال التربية وتنافسيتها. نظرًا لنقص إنتاج البذور، من الضروري استبعاد معظم الأصناف الروسية التي تم إنشاؤها مسبقًا من السجل ونسيانها ببساطة. تنص اللوائح المعتمدة حاليًا بشأن تسجيل الأصناف في الاتحاد الروسي على ما يلي: إذا لم يكن هناك إنتاج للبذور خلال العامين الماضيين، فيجب استبعاد الصنف من السجل.
لقد أصبح إحياء تربية البطاطس الروسية، فضلاً عن العديد من المحاصيل الزراعية الأخرى، أمراً ممكناً قبل بضع سنوات فقط، بعد عشرين عاماً أصبحت فيها روسيا أكبر سوق لكل شيء، بما في ذلك البذور من شركات التربية والبذور الأجنبية. ويقولون إن التدهور استند إلى تأكيدات الشركاء الأجانب والأمل الساذج في إمكانية التعاون المتساوي، والآن سيتمكن المزارعون الروس من استخدام أفضل إنجازات الاختيار العالمي. تم إطلاق نظام إنتاج البذور المخطط له من أجل البقاء الذاتي وسرعان ما انهار. سارعت معاهد البحوث، حيث تم تنفيذ أعمال الاختيار، إلى تحرير نفسها من شكل مؤسسات التربية وإنتاج البذور - من المؤسسات الخاصة العاملة في الإنتاج الفعلي للبذور. وبحلول بداية عام 2000، أصبحت أحجام الإنتاج المحلي من مادة بذور البطاطس في حدها الأدنى. وقد جاء الاختيار الأجنبي بالفعل، وعلى الفور في شكل كميات كبيرة جدًا من البذور، والتي كانت مطلوبة من قبل الشركات الكبيرة المنتجة للبطاطس الناشئة ذات الشكل الجديد. وقد شهدت حصة الأصناف الأجنبية في الحقول الروسية زيادة حادة، ليس لأن الأصناف الروسية أقل جودة، بل لأن شركات التربية الأوروبية أصبحت قادرة على توفير كميات غير محدودة من البذور. لفترة طويلة كان كل شيء على ما يرام - تم توفير مواد البذور المستوردة بكميات غير محدودة وبأسعار معقولة وجودة مقبولة، ووزعت شركات التربية الأجنبية التراخيص وأطلقت إنتاج النخبة والبذور التكاثرية لأصنافها داخل البلاد.
وسرعان ما اختفت "المساواة" في مجال الاختيار مع ضعف الإنتاج الروسي. ارتفعت أسعار بذور البطاطس المستوردة، وبدأت جودتها في الانخفاض بشكل ملحوظ. ولكن فقط بعد الدفعة الأولى من العقوبات المناهضة لروسيا في عام 2014 على مستوى الدولة، بدأ فهم المخاطر الهائلة المتمثلة في الاعتماد الكامل على الاختيار الأجنبي. في عام 2016، أمر رئيس الاتحاد الروسي بتطوير برنامج لدعم اختيار وإنتاج بذور البطاطس في روسيا (FNTP) من أجل زيادة حجم الإنتاج وتحسين جودة بذور البطاطس من أجل القضاء على الاعتماد على الواردات. فلماذا نستخدم مصطلح "فترة النهضة المحتملة" بدلاً من فترة الميلاد الجديد؟ ولكن لأنه في الواقع يتم تقديم الدعم بشكل غامض.
في رأينا، سيكون من المنطقي توجيه التدابير الرئيسية وأحجام التمويل (50٪ على الأقل) لبرنامج FSTP لتحفيز الزيادة المباشرة في حجم إنتاج بذور البطاطس وتحسين جودتها. وتشمل هذه التدابير ما يلي:
– دعم تكلفة مواد البذور المباعة للأصناف الروسية الجديدة من جميع الفئات؛
- دعم اقتناء المؤسسات العاملة في مجال إنتاج البذور وزيادة حجمها مع هيمنة الأصناف الروسية الجديدة، ووسائل الإنتاج المتخصصة، وتحديث وبناء مرافق التخزين؛
- تنظيم وتوفير البنية التحتية لمنطقة متخصصة من فئة "عالية الجودة" في المناطق الشمالية من الاتحاد الروسي لإنتاج بذور البطاطس عالية الجودة بأعلى جودة للسوق المحلية والتصدير؛
- تحفيز الإنتاج المحلي لمعدات الحماية الكيميائية؛
– تحفيز إنتاج المعدات المتخصصة لإنتاج بذور البطاطس.
إن الطبيعة المنهجية وتوحيد جميع قوى وموارد البلاد لحل هذه المشكلات الملحة حقًا للصناعة وتحقيق تقدم كبير في حجم إنتاج البذور وزراعة أصناف الانتقاء الروسي لم تظهر بعد. تهتم شركات التربية الأجنبية بشدة بضمان إهدار الوقت والمال، ولكن لا توجد تحسينات كبيرة في الاختيار الروسي. إنهم لا يريدون أن يخسروا مثل هذا السوق الرحب والمتساهل.
هل من الممكن ضمان القدرة التنافسية لتربية البطاطس الروسية في ظل الوضع الاقتصادي الكلي الحالي؟ نعم، هناك، ولكن فقط على أساس القدرات الحالية للمؤسسات الفردية. للقيام بذلك، من الضروري استخدام والتحكم في وقت واحد في العديد من المكونات ذات القدرة التنافسية العالية:
أولا: إنشاء أصناف من أعلى مستوى (عالمي)، لحسن الحظ، هناك شيء وشخص للمقارنة والتنافس معه. إن الاختيار عالي الجودة للبطاطس، بما في ذلك البطاطس الداعمة، في الظروف المحلية، يفوز دائمًا، وذلك فقط لأن البطاطس منتج ثقيل وصعب النقل.
الثاني: يعد استخدام شكل مؤسسة تربية وإنتاج البذور هو العامل والشرط الأكثر أهمية لضمان القدرة التنافسية لتربية البطاطس في الاتحاد الروسي. في البلدان المتقدمة، تعمل شركات التربية في إنتاج البذور، وتتحكم في إنتاج البذور بكل طريقة ممكنة وتعتبرها نتيجة للاختيار. يعد الاختيار المنفصل وإنتاج البذور المنفصلة خيارًا ميؤوسًا منه.
الثالث: العمل على مستوى عالمي حديث، والاستفادة الكاملة من جميع عوامل القدرة التنافسية في هذا المجال: التخصص؛ التربة المثلى والظروف المناخية. التجهيز بأحدث المواد الخاصة والقاعدة التقنية؛ المتخصصين المؤهلين تأهيلا عاليا. الامتثال للمتطلبات واللوائح التنظيمية والمنهجية والتكنولوجية الإلزامية.
رابعا: السيطرة على المخاطر في العمل وتجنبها (موسم النمو القصير؛ ارتفاع درجات حرارة الهواء والتربة؛ نقص الرطوبة؛ الري؛ استيراد مواد الدرنات؛ الجمع بين إنتاج البذور وزراعة البطاطس التجارية).
خامسا: ضمان أعلى مستوى من جودة مادة البذور المنتجة (أي الصنف ومؤشرات البذر وخصائص الإنتاجية). تعد صفات البذر وخصائص الإنتاجية أهم احتياطيات التقدم لشركات التربية الروسية.
في الختام، نؤكد أنه يمكننا الحديث عن القدرة التنافسية في السوق المحلية للاتحاد الروسي ومع التنفيذ الفعلي من قبل الدولة لمجموعة من التدابير اللازمة لتطوير ودعم الاقتصاد المحلي.
سيرجي باناديسيف، دكتوراه في الزراعة. شركة "ساينسز" المحدودة "DGT",
إيلينا شنينا، دكتورة في الزراعة. العلوم، معهد بحوث الأورال للزراعة