Во Франции генетическое разнообразие мягкой пшеницы сократилось более чем на 50% в течение XX века, несмотря на увеличение числа доступных сортов. В европейском масштабе недостаток разнообразия сортов пшеницы был определен как угроза стабильности урожайности в условиях изменчивости климата.
В проекте ученые сотрудничали с несколькими заинтересованными сторонами в регионе Лиона, Франция, чтобы оценить три малочисленных вида, связанных с мягкой пшеницей: однозернянка, полба и спельта. Они оценили агрономические характеристики каждого вида, подчеркнув отличие однозернянки, которое было связано с высокой кустистостью, высоким содержанием белка, длительным фенологическим циклом, мелкими зернами и низкой относительной урожайностью.
Во-вторых, исследователи сравнили внутривидовую изменчивость, выявив большую вариабельность у эммера и спельты. Наконец, результаты партиципаторного подхода (когда в исследование вовлекаются фермеры), включая тестирование адаптивных методов и стимулирование коллективного обучения, могут быть интересны другим исследовательским группам, работающим с партиципаторным подходом.
На фоне растущей обеспокоенности относительно способности промышленной продовольственной системы обеспечить продовольственную безопасность и питание в условиях климатических и социально-экономических угроз органическое земледелие становится убедительной альтернативой.
Тем не менее, доминирующая система семеноводства серьёзно ограничивает распространение органических альтернатив. Эта система, обеспечивающая генетически однородные сорта, выведенные для более интенсивного земледелия, привела к значительному сокращению мирового разнообразия сельскохозяйственных культур на протяжении XX века.
В отличие от этого, органическое сельское хозяйство опирается на местные и диверсифицированные подходы, требующие широкого спектра адаптированных к местным условиям сортов. Таким образом, восстановление разнообразия является важнейшей задачей для обеспечения устойчивости сельского хозяйства
Разнообразие сельскохозяйственных культур можно восстановить на нескольких уровнях. Это включает в себя увеличение видового разнообразия, увеличение числа сортов внутри каждого вида, усиление генетического разнообразия внутри сортов и между ними, а также содействие сбалансированному пространственному распределению сортов. Например, во Франции генетическое разнообразие мягкой пшеницы in situ сократилось более чем на 50% в течение XX века, несмотря на увеличение числа доступных сортов. В европейском масштабе недостаток разнообразия сортов пшеницы был определен как угроза стабильности урожайности в условиях изменчивости климата
Проекты по совместной оценке сортов и совместной селекции растений (Participatory varietal evaluation and participatory plant breeding, PPB) доказали свою эффективность в локальном восстановлении разнообразия сельскохозяйственных культур.
Вовлекая заинтересованные стороны, особенно фермеров, в процесс разведения, эти подходы учитывают их конкретные потребности. Однако реализация таких проектов сложна. Для достижения соответствия целям заинтересованных сторон требуется тщательное сочетание их предпочтений с научной строгостью и доступными ресурсами. Кроме того, для отбора сортов, адаптированных к конкретным региональным условиям и агротехническим практикам, испытания обычно проводятся на фермах, что создает дополнительные логистические и методологические сложности. Поскольку таких проектов пока немного, обмен опытом имеет решающее значение для совершенствования методологий участия.
Во Франции проект PPB по пшенице реализуется с 2006 года. Этот проект в основном сосредоточен на доминирующем виде пшеницы, обычной пшенице (Triticum aestivum subsp. aestivum), но также относится со вниманием к менее распространенным видам пшеницы, таким как однозернянка культурная (Triticum monococcum subsp . monococcum), полуполба или эммер (Triticum turgidum subsp . dicoccum) и полба (Triticum aestivum subsp. spelta (L.) Thell.). Эти менее распространенные виды могут играть решающую роль в диверсификации агроэкосистем.
Поскольку их зерна остаются заключенными в жесткие чешуйки после обмолота, они известны как «пленчатая пшеница». В течение первого тысячелетия нашей эры пленчатая пшеница была в значительной степени вытеснена высокоурожайными и легкообмолачиваемыми видами.
Тем не менее, в настоящее время пленчатые пшеницы вновь вызывают интерес из-за их предполагаемой питательной ценности и пригодности для органического земледелия.
В нескольких исследованиях сообщалось о ценных агрономических характеристиках пленчатой пшеницы, включая устойчивость к вредителям и болезням, а также высокий уровень белка, несмотря на плохое оплодотворение однозернянки и некоторых образцов эммера.
Тем не менее, существует высокая изменчивость между разновидностями и условиями среды, подчеркивая необходимость индивидуальной оценки сортов в целевых средах.
В настоящем исследовании были представлены первые результаты совместного исследовательского проекта, начатого в 2019 году в регионе Лион, Франция, для диверсифицированных систем органического земледелия в регионе Лион.
В целом, ученые представили первоначальную оценку 23 сортов пленчатых пшениц, исследовали их агрономические специфические характеристики и пришли к выводу о высокой внутривидовой изменчивости, поскольку эти пшеницы не подвергались интенсивной селекции и служат хранилищем ценных генов.
Вместе с тем для популяризации среди фермеров необходимо решить несколько важных селекционных вопросов. Так, однозернянка отличалась от других видов и была связана с высокой кустистостью, поздним колошением, низкой относительной урожайностью, низкой массой тысячи зерен, полеганием в конце апреля, небольшой высотой и высоким содержанием белка. Следовательно, стоят вопросы о повышении урожайности и уменьшения полегания. Невысокая и раннеспелая полба также склонна к полеганию. У высокой спельты есть проблемы с урожайностью и высоким процентом недоразвития семян.
Помимо количественных данных о видах и разновидностях, это исследование также дало качественное представление об партиципаторном подходе.
Чтобы двигаться вперед, несмотря на сжатые сроки коллективных обсуждений, авторы проекта протестировали методы, основанные на индивидуальном взаимодействии исследователей и отдельных заинтересованных сторон.
В первую очередь проект был запущен с помощью опроса. Встречи с заинтересованными сторонами в их рабочей среде и презентация максимально открытого проекта способствовали укреплению доверия и сбору ценных отзывов. На протяжении всего процесса проводились многочисленные индивидуальные взаимодействия, подготовленные заранее. Например, предварительные результаты были объединены в документы и обсуждены индивидуально с каждой заинтересованной стороной перед коллективными обсуждениями. Такой подход облегчил сбор интерпретаций и углубил понимание аналитических методов, что позволило лучше подготовить коллективные встречи. В целом, индивидуальное взаимодействие оказалось ценным для формирования общих знаний и интеграции отзывов заинтересованных сторон.
Этот первый год экспериментов также положил начало конкретным действиям. Например, фермеры и ученые вместе выбрали несколько сортов для дальнейшего тестирования. В некоторых местах испытания побудили заинтересованные стороны приветствовать местные мероприятия, посвящённые биоразнообразию зерновых. Были продемонстрированы экспериментальные участки, что повысило осведомлённость о пленчатых пшеница-, а также был представлен более широкий исследовательский проект. Кроме того, проект объединил участников из одного региона с общими интересами, которые ранее не были на связи.
В начале проекта у заинтересованных сторон было недостаточно знаний о пленчатых пшеницах, и ученые сосредоточились на прояснении самых общих вопросов. В течение первого года экспериментов и в ходе процесса участия появились более конкретные вопросы. Большинство из них касались практических аспектов, таких как определение агротехнических приемов для улучшения кущения пленчатой пшеницы (для лучшего покрытия почвы и снижения плотности посева) и изучение влияния различных плотностей и сроков посева на характеристики пленчатой пшеницы.
«Мы совместно выявили виды и отдельные сорта, отвечающие характеристикам, интересующим фермеров, с которыми мы работали. Например, конкурентоспособность сорняков, критически важная для минимизации механической прополки в органическом земледелии, привела к тому, что некоторые фермеры предпочитали ранние сорта для быстрого покрытия почвы, в то время как другие предпочитали поздние сорта для длительного покрытия. Высота растений была ещё одной проблемой, поскольку она может привести к полеганию. Фермеры также ценили относительную урожайность как практичный показатель, позволяющий оценить урожайность зерна сразу после уборки. Более того, подчеркнем, что пленчатая пшеница подразумевает увеличение объёма хранения, занимаемого колосковыми чешуями, поскольку семена обычно хранятся вместе с шелухой. Наконец, содержание белка имеет решающее значение для качества зерна, влияя как на его переработку, так и на питательную ценность. Учитывая все эти факторы, сорта однозернянки выделялись своей способностью к расширенному покрытию почвы и высоким содержанием белка, хотя их пригодность к хранению была менее благоприятной по сравнению с полбой и спельтой. Сорта эммера и спельты продемонстрировали превосходное раннее покрытие почвы и более высокую относительную урожайность. Более того, некоторые сорта, включая эммер Bleu d`Ethiopie и спельту Ressac, продемонстрировали сопоставимую или даже более низкую высоту, чем сорта однозернянки, что свидетельствует о потенциально низком риске полегания», - рассказывают авторы исследования.
В целом, диверсификация при выращивании пленчатых пшениц обеспечивает повышенную устойчивость: например, выращивание сортов с разной фенологией может защитить от стрессов или экстремальных явлений, происходящих в одно и то же время года, повышая общую стабильность хозяйства. Предстоит еще пройти долгий путь для органического биоразнообразия зерновых, но первый и значительный шаг уже сделан, заключают исследователи.
«Первый экспериментальный год, представленный в этой статье, можно рассматривать как ключевой этап этого этапа, поскольку он способствовал укреплению доверия и взаимному обмену знаниями между заинтересованными сторонами, а также способствовал коллективному изучению экспериментального процесса. Мы полагаем, что знания, полученные на этом начальном этапе, будут способствовать лучшему согласованию вопросов и доступных ресурсов по мере развития проекта», отмечают авторы статьи. Ознакомиться с ней полностью вы можете по ссылке.