בעשורים הקרובים, אספקת מזון לאוכלוסיית העולם ההולכת וגדלה תדרוש הכפלה של ייצור הגידולים החקלאיים. יחד עם תירס, אורז וחיטה, תפוחי אדמה הם גידול המזון הגדל ביותר בעולם. יתרונותיו: סבירות, ערך תזונתי גבוה, התאמה לאחסון לטווח ארוך ותפוקה גבוהה. הוא משמש בסיס להכנת מגוון מנות הן בבית והן במערך ההסעדה הציבורי, וגם נשאר חומר גלם חשוב לעיבוד.
אבל תפוחי אדמה הם גידול קשה בפרמטרים כלכליים וביולוגיים רבים. השימוש החסכוני שלו במים והסתגלותו לאקלים קריר משולבים בדרישות גבוהות לרפיון הקרקע והיעדר אבנים. מסיבה זו, התפלגות אזורי גידול תפוחי האדמה באזורים שונים בעולם אינה אחידה ביותר (איור 1).
איור 1. התפלגות שטח תפוחי האדמה ברחבי העולם (ארגון המזון והחקלאות 2016)
גידול אינטנסיבי של יבול עם יבול של 40-50 t/ha מצריך הדברה אקטיבית של מחלות ומזיקים רבים, לכן נעשה שימוש בתכשירים כימיים כימיים להגנת הצומח, שיכולים להיות בעלי השפעה משמעותית על הסביבה. לדוגמה, כמעט כל השטח תחת תפוחי אדמה באזורי ארה"ב עם התמחות ארוכת טווח ומקסימלית (איידהו, וושינגטון, צפון דקוטה) נתון מעת לעת לחיטוי. המשמעות היא הוספת כ-500 ק"ג/הא של תרופות חזקות, כגון נתרן מתאם או כלורופיקרין, לאדמה. ללא עיקור כזה, אי אפשר להשיג שם מוצר איכותי, שכן הקרקעות נגועות מאוד. במדינות מתפתחות, היבול להקטר נמוך (15-20 t/ha) עקב שימוש בחומר מקור באיכות נמוכה ושיטות גידול לא אופטימליות. על מפת העולם, גם רוסיה נכללת בין אזורים כאלה (איור 2).
איור 2. התפלגות גלובלית של תנובת תפוחי האדמה (t/ha), FAOSTAT, 2014-2016
עם זאת, אל לנו לשכוח שהנתונים הסטטיסטיים של הפדרציה הרוסית עדיין לוקחים בחשבון את תפוקת תפוחי האדמה בחלקות משק הבית של האוכלוסייה, שבכל מקרה לא יכולה להיות גבוהה כמו במפעלים חקלאיים מיוחדים, שהגיעו מזמן לרמה של 30-40 t/ha. הָהֵן. שטחה של רוסיה משתקף בצורה נכונה במפה זו לא בכתום, אלא בירוק בהיר או, במקרים קיצוניים, צהוב.
לפי תחזית FAO, השטח התחתון לגידול תפוחי אדמה בעתיד יגדל בצורה החזקה ביותר באפריקה, אמריקה הלטינית ודרום מזרח אסיה (איור 3).
איור 3. עתיד ייצור תפוחי האדמה. פס כחול – נתונים לשנת 2015, כתום – תחזית לשנת 2030, צהוב – תחזית לשנת 2050
השטחים בצפון אמריקה ובסין יישארו באותה רמה, בעוד שבאירופה הם יצטמצמו. ברור שהתחזית הזו כללית מאוד. אותן מדינות אירופאיות עיקריות לייצור תפוחי אדמה NWEC-05 (גרמניה, צרפת, הולנד, בלגיה ואנגליה) לא מתכוונות לצמצם, אלא רק להגדיל את ייצור תפוחי האדמה. לאחרונה פורסם ניתוח עסקי מפורט של המצב, התנאים וההזדמנויות להמשך פיתוח ענף גידול תפוחי האדמה במדינות אלו (טבלה 1).
טבלה 1. ניתוח SWOT של ייצור תפוחי אדמה במדינות NWEC-05
חוזק: קרקע ותנאי אקלים נוחים מאוד לגידול תפוחי אדמה, מה שמוביל לתשואות תפוחי האדמה הגבוהות ביותר בקנה מידה עולמי; מגדלי תפוחי אדמה מוסמכים ו/או מנוסים; פיתח שרשראות אספקה משולבות מגידול וייצור זרעים ועד לשוק הסופי; תעשיית עיבוד מפותחת, בעיקר לייצור מזון קפוא; זמינות וגישה לטכנולוגיות העדכניות ביותר לייצור תפוחי אדמה, הגנת יבול ואחסון; מחקר אקדמי וקהילתי ברמה גבוהה לטיפול בבעיות במגזר תפוחי האדמה; זמינות שירותי תמיכה/הפצה של תפוחי אדמה ברחבי NWEC-05; נוכחות של ארגוני תפוחי אדמה בינלאומיים כמו Europatat (מסחר), EUPPA (מעבדים) ו-NEPG (יצרנים); רשת מסחר מפותחת ליצוא מוצרי תפוחי אדמה טריים ומעובדים.
חולשות: השקיה של תפוחי אדמה מייצרת פליטת CO גבוה יותר2 מבחינת תפוקת החומר היבש; שימוש בכמויות גדולות של חומרי הדברה להדברת מחלות/מזיקים/עשבים שוטים; מערכות שורשים בעלות יעילות N נמוכה, המובילה לעלויות N גבוהות ולסיכונים משטיפה של N; דרישה לרמה גבוהה של טכנולוגיה בשימוש; רכסי קרקע גורמים לנגר מים וחומרי הזנה ולשחיקה בשדות משופעים; תנודתיות גבוהה במחירי תפוחי האדמה בהשוואה לעלייה בעלויות הייצור; היעדר רמה גבוהה של שיתוף פעולה ציבורי בין מדינות לפתרון משותף של בעיות ייצור; אתגרים כלכליים בין שחקנים בשרשרת הערך של תפוחי האדמה; תדמית גרועה של מגזר תפוחי האדמה בתקשורת.
מאפיינים: טכנולוגיות גידול חדשות להאצת יצירת זנים; פיתוח חקלאות מדויקת וחישה מרחוק; פיתוח מוצרי בקרה ביולוגית למלחמה במחלות תפוחי אדמה, מזיקים ועשבים שוטים; פיתוח חלופות מכניות לחומרי הדברה כימיים להדברת מחלות/מזיקים/עשבים; פוטנציאל להרחבת שיתוף הפעולה בייצור סוגים שונים של תפוחי אדמה במסגרת NWEC-05; ביקוש הולך וגובר לייצור תפוחי אדמה אורגניים; שינויי האקלים מובילים לעונות גידול ארוכות יותר ולשיעורים גבוהים יותר של גידול ויבול; הגדלת ערוצי מכירת תפוחי אדמה לטווח קצר; ביקוש הולך וגובר לידע, פקעות זרעים, מוצרי תפוחי אדמה במדינות מתפתחות.
איומים: הפחתה בצריכת תפוחי אדמה באירופה; בעיות מחלות ומזיקים חדשות; בעיות של הגנה על יבול ופקעת עקב איסור על חומרים פעילים; שינויי אקלים ואירועי מזג אוויר קיצוניים; השפעות של התעצמות ייצור תפוחי אדמה על פוריות הקרקע העולמית ובריאות הקרקע (התפתחות מחלות/מזיקים, נגר מים, שחיקת קרקע, דחיסת קרקע); באזורים מסוימים (F, D, אנגליה) נדרשת השקיה כדי לשמור או להשיג יבול גבוה יותר; לובי או עמדות שיווק לא רציונליות לגבי שיטות גידול (למשל הקמפיין ללא שאריות נגד רגולציה של מגבלת שאריות מקסימלית); פיתוח מופרז של עיבוד תפוחי אדמה.
לרוסיה יש את כל התנאים וההזדמנויות להפוך ליצרנית מובילה של תפוחי אדמה מסחריים ומוצרי תפוחי אדמה באיכות גבוהה בקנה מידה עולמי. רק רוב המאפיינים המובהקים החזקים של גידול תפוחי אדמה באירופה הם עדיין מאפיינים של חולשתו של הרוסי. תעשיית גידול תפוחי האדמה המסחרית בפדרציה הרוסית הוקמה זה עתה והגיעה לשטח של 300 אלף דונם והיקפי ייצור של כ-8 מיליון טון (אותה כמות של תפוחי אדמה מסחריים מיוצרת בהולנד). הוא חסר יציבות ורבים ממוסדות התפקוד והתמיכה המפורטים בטבלה 1. אבל יש יתרונות שאין להכחישה במונחים של ייצור בקנה מידה גדול, רמה נמוכה של עומס חומרי הדברה בשימוש (חיטוי קרקע, למשל, אינו בשימוש כלל), ביולוגיזציה, האקלים החורפי הקשה עוזר לשלוט בבעיות פיטו-סניטריות. את אותן מגמות של עליית טמפרטורות ויובש, החמרה במצב הזיהומי, ממנו סובלים מגדלי תפוחי האדמה במערב אירופה, הנאלצים להעביר, למשל, ייצור זרעונים לאזורים אחרים, יש להעריך בדרך כלל כשינויי אקלים חיוביים עבור גידול תפוחי אדמה ברחבי רוסיה. ברור שהופך קשה יותר לגדל תפוחי אדמה לשוק העונתי באזורי הדרום, אך מתאפשר העברת תפוחי אדמה באופן עקבי לשטחים צפוניים יותר.
יחד עם זאת, רק רמה כזו של גידול תפוחי אדמה ברוסיה מבטיחה שתהיה תחרותית באופן עקבי בהשוואה לאלו במערב אירופה ואמריקאית, כמו גם על רקע הייצור של גידולי מזון עיקריים אחרים (חיטה, אורז, תירס) , ויאפשר קבלת יבולים גבוהים בתנאי קרקע ואקלים שונים. האתגר המרכזי של העתיד יהיה לייצר יותר מוצרים באותם משאבים או פחות ועם פחות פסולת. העתודות והסיכויים של הפדרציה הרוסית בהקשר זה הם עצומים. ברגע שמתחילים להשתמש במשאבי הטבע של המדינה למען פיתוח כלכלתה, ייצור תפוחי האדמה ברוסיה יהפוך לתחרותי באופן עקבי, רווחי ורווחי הרבה יותר מאשר באזורים אחרים בעולם. אך לשם כך יש צורך שדלק, חשמל, גז, מתכות ודשנים יסופקו לשוק המקומי במחירים ביתיים מספקים, שאינם מונעים את התפתחותם של ענפים אחרים במשק. בנזין איראני באיראן עולה 10 רובל/ליטר (כמובן במונחים של המרה), ומחיר אשלגן כלורי בלארוס 60% ברפובליקה של בלארוס באביב השנה היה 6 רובל/ט, בעוד הרוסי ברוסית הפדרציה הייתה 000 רובל/ט.
סקירה קצרה של מצב הייצור העולמי של תפוחי אדמה ניתנת במיוחד משום שתוצאת ייצור תפוחי האדמה (P) נקבעת על ידי המוצר: P = G × E × M × S, כאשר G הוא הגנוטיפ או הזן, E הוא אדמה ו תנאי אקלים, M הוא ניהול או רמת טכנולוגיה ו-S – סביבה מאקרו-כלכלית. תנאי קרקע ואקלים נוחים הם קריטיים למיצוי הפוטנציאל של הזנים, חידושים טכנולוגיים חדשים ותורמים לשגשוגו של מגזר תפוחי האדמה המקומי. גם פיתוח שירותים פיננסיים ולא פיננסיים (תעריפי הלוואות, ליסינג, ביטוח, סובסידיות תקציביות לייצור ותשתיות ועוד) הם מרכיבים מרכזיים להבטחת יעילות התעשייה (איור 4).
צִיוּר. 4. תוצאות (P) של מערכות מזון חקלאי תפוחי אדמה כפריות ותעשייתיות המבוססות על השפעות דיפרנציאליות של גנוטיפ (G), סביבה (E), גורמי ניהול (M) וצרכים ושירותים חברתיים (S)
גידול או יצירת זני תפוחי אדמה חדשים – גורם משמעותי בייצור אפקטיבי של תפוחי אדמה, שרק יגדיל את חשיבותו בעתיד. הודות לפענוח הגנום של תפוחי האדמה והיכולות של טכנולוגיות גידול חדשות, נראה שזהו העתודה מספר אחת להמשך הפיתוח של גידול תפוחי האדמה. השפעת התוצאות של כיווני הבחירה העיקריים על הגדלת היעילות של גידול תפוחי אדמה מוצגת בקצרה בטבלה 2.
טבלה 2. השפעת כיווני גידול על הגברת יעילות ייצור תפוחי האדמה
אפשרויות מחקר מרכזיות לשיפור היעילות של מערכות ייצור תפוחי אדמה | היבטים של ביטחון תזונתי | ||||||
תרומה להעצמת הייצור | הכנסה של חקלאי | יעילות ייצור קלוריות וחומרי תזונה | צמצום ההשפעה הסביבתית | ||||
יעילות מים | יעילות שימוש בקרקע | יעילות השימוש בחנקן וזרחן | יעילות השימוש בחומרי הדברה | ||||
בחירה וגידול של זנים (G - גנוטיפ) | |||||||
פוטנציאל תשואה גבוה | ** | *** | *** | ניטרלי/שלילי | *** | ** | - |
עמידות לפתוגנים | - | *** | * | *** | ** | ** | *** |
עמידות לבצורת/חום/מליחות | *** | *** | * | - | ** | ** | * |
קדימות | *** | *** | *** | ** | *** | *** | *** |
חיזוק ביולוגי (למשל ברזל ואבץ) | - | - | - | - | * | ** | - |
זנים היברידיים אמיתיים F1 ו- TPS, עריכת גנים | *** | *** | *** | *** | ** | *** | *** |
ייצור זרעי תפוחי אדמה (M - ניהול) | |||||||
ייצור והפצה של זרעים באיכות גבוהה | - | ** | * | * | *** | * | ניטרלי/שלילי. |
גידול תפוחי אדמה מכוון להשגת מטרות מורכבות וקשות לשילוב. שילוב של סבילות ללחץ וספיגה יעילה של חומרים מזינים הופך לעדיפות כדי להגיב טוב יותר לשינויי האקלים המתפתחים. גנוטיפים בעלי עמידות לנגיפים, נמטודות, נבלת חיידקים ומגוון רחב יותר של מתחים אביוטיים כמו חום, בצורת ומליחות יכולים לשפר את התפוקה ולהרחיב את ייצור תפוחי האדמה לאזורים חדשים. פיתוח זנים מוקדמים ובעלי תנובה גבוהה עם עמידות בפני P. infestans הייתה מטרה ארוכת שנים של גידול תפוחי אדמה. עמידות למחלות הפכה למטרה מרכזית של תוכניות הרבייה של האיחוד האירופי רק לאחרונה, כאשר השדולה הסביבתית השיגה הגבלות על השימוש בחומרי הדברה ודשנים מינרליים, כמו גם איסור מוחלט על שימוש בהרבה חומרים פעילים כימיים נפוצים וקשים להחלפה . חיזוק ביולוגי גנטי (הגדלת הערך התזונתי) יכול לעזור להתגבר על מחסור במיקרו-נוטריינטים בתזונה האנושית ולשמור על רמות גבוהות של צריכה של פקעות מזינות יותר.
כל ההצלחות המאושרות והמבוקשות למעשה בגידול תפוחי אדמה מבוססות על הכלאה, כלומר. חציית זוגות הורים נבחרים. שילוב מוצלח ושילוב של מאפיינים גנטיים של הורים בצאצאים מושגים לעתים רחוקות מאוד בגלל הגנטיקה הטטרפלואידית של תפוחי אדמה תרבותיים. יתר על כן, כל ארבע קבוצות הכרומוזומים שונות בהרכב הגנים. מסיבה זו, תוכניות גידול תפוחי אדמה מוצלחות מבוססות על כמויות גדולות של חומר מקור (לפחות 100 אלף גנוטיפים) ותהליך ארוך טווח (לפחות 10 שנים) של בחירה והערכה של הזנים הטובים ביותר. יעילות הבחירה הקלאסית אינה עולה על 0,01%. היו הרבה תקוות להגביר את קצב ויעילות הרבייה באמצעות שימוש בהכלאה מרוחקת, מוטגנזה, בחירת תאים, הכלאה סומטית, סימון תכונות וכו', אך כל השיטות הללו לא הובילו ליצירת זני תפוחי אדמה מוצלחים. נכון לעכשיו, טכנולוגיית עריכת הגנום נבדקת באופן פעיל, ומדענים הולנדים יזמו אסטרטגיית גידול תפוחי אדמה לייצור ושימוש של זרעים בוטניים היברידיים (טבלה 3).
טבלה 3. טכנולוגיות ליצירת זני תפוחי אדמה
טכנולוגיות ליצירת זני תפוחי אדמה
איך זה עובד? | שיפור איכות תפוחי האדמה | מכירת זרעים | הגנה על זכויות אירופה | זכויות סחר | |||
כיתה | תהליך | ||||||
מבחר מסורתי | זנים חדשים מפותחים על ידי הצלבת זנים קיימים, ולאחר מכן שנים של מחקר רבייה. | הצגת מאפיינים חדשים אורכת לפחות 10 שנים. | לא מתאים למכירה כי לכל פקעת בודדת יש מאפיינים אישיים. | המגדלים צודקים, העלויות למפתחים: עשרות אלפי יורו. מגדלים יכולים להגיש בקשה לפטנטים על תכונות צמחים חדשות. | חציית זנים היא תהליך טבעי ואינו כפוף לחקיקת פטנטים GMO של האיחוד האירופי. | הפיקוח הכללי ההולנדי מסווג את זרעי תפוחי האדמה כדרגת איכות. לכל מדינה דרישות משלה לבריאות צמחי תפוחי אדמה. | |
מבחר היברידי | זנים חדשים מפותחים מהר יותר על ידי חציית קווי הורים טהורים שיש להם רק וריאנט גן אחד עבור כל הגנים, ולאחר מכן שנים של מחקר. | הם מבטיחים שניתן להציג תכונות חדשות תוך פחות מחמש שנים. עם זאת, תחילה יהיה צורך לגזור את הקווים המתאימים עם תכונות מתאימות. | כן, לזרעי תפוחי אדמה מקווי הורה טהורים יש מאפיינים אחידים וניתן להשתמש בהם כחומר שתילה. | המגדלים צודקים, העלויות למפתחים: עשרות אלפי יורו. מגדלים יכולים להגיש בקשה לפטנטים על תכונות צמחים חדשות. | חציית זנים היא תהליך טבעי ואינו כפוף לחקיקת פטנטים GMO של האיחוד האירופי. | התקנות לזרעי תפוחי אדמה מאושרים עדיין בפיתוח. במדינות רבות עדיין אין תקנות. | |
שינוי גנטי כולל CRISPR-cas9 | שינוי זנים קיימים באמצעות התערבות פעילה בחומר הגנטי, ולאחר מכן שנים של מחקר על תכונות ויציבות. | גם אם חבלה ב-DNA נמשכת רק כמה ימים, כל התהליך מזיהוי גנים ועד למחקר בשטח לוקח יותר זמן. פרויקט DuRPH, בו זנים קיימים קיבלו עמידות מרובה בפני מחלת תפוחי אדמה מאוחרת, ארך בסך הכל 10 שנים. | לא מתאים למכירה כי לכל פקעת בודדת יש מאפיינים אישיים. | כפוף לתקנות האיחוד האירופי GMO. על מנת שזן יאושר לשימוש, על היזם להוכיח את בטיחות המוצר. עלות: מיליון יורו. מגדלים יכולים להגיש בקשה לפטנטים על תכונות צמחים חדשות. | שינוי גנטי אינו תהליך טבעי ויכול להיות כפוף לבקשת פטנט. | הפיקוח הכללי ההולנדי מסווג את זרעי תפוחי האדמה כדרגת איכות. לכל מדינה דרישות משלה לבריאות צמחי תפוחי אדמה. |
* ניתן לתבוע זכויות מגדל במידה והזן חדש, מובחן, אחיד ויציב. עם זכויות המגדל, למדען יש את הזכות הבלעדית למכור תפוחי אדמה וזרעים (אמיתיים) (Louwaars et al., 2009)
השגת זרעים בוטניים מהצלבה היא השלב הראשון בגידול קלאסי. לאחר מכן מתקבלות פקעות מהזרעים, וזני תפוחי אדמה נשמרים ומופצים אך ורק בצורת פקעות. אבל מגדלים הולנדים מתכוונים להעביר תפוחי אדמה לקטגוריית גידולי זרעים, כך שניתן יהיה לגדל תפוחי אדמה באותו אופן כמו גידולי ירקות נפוצים אחרים (גזר, כרוב, בצל, סלק), כלומר. מזרעים בוטניים, וכי לזרעים יש את כל התכונות של F1. בהקשר זה, קיימת אי בהירות במונח "תפוח אדמה היברידי". כל הזנים הם גם הכלאיים, לכן הוצגו הכינויים הנוספים F1 ו-TPS עבור זרעי תפוחי אדמה בוטניים = חומר זרע. הרעיון העסקי הגרנדיוזי הזה נועד להבטיח שהולנד תשמור על מעמדה והכנסתה כמובילה העולמית בייצור זרעי תפוחי אדמה במקרה שהתחממות אקלים נוספת לא תאפשר גידול של חומר זרעי פקעת איכותי.
סיכויי היברידיות F1 (תב"ע) גידול תפוחי אדמה עדיין מאוד לא בטוחים. האמון הראשוני של הסטארט-אפים 2015-2016 לייצר שילובים מסחריים בדרגת שולחן תוך שנתיים עד שלוש הפך בהדרגה להבטחה ליצור את ההיברידיות הראשונות עתירות עמילן עד 2028. מפרט המטרה של יצירת כלאיים עמילניים אינו מקרי – לתפוחי אדמה כאלה אין דרישות לאחידות צורה, עומק עיניים, אופי הקליפה, הבשלה מוקדמת ועוד הרבה מאפיינים ותכונות שצריכות להיות לתפוחי אדמה מודרניים. קשה ביותר להשיג אחידות של זרעים בוטניים של תפוחי אדמה תרבותיים טטרפלואידים בכל הגנים, ובהתאם, במאפיינים ובמאפיינים, אך הדבר טרם התאפשר. לא בכדי בגידול קלאסי זרע אחד מתפוח אדמה הוא גנוטיפ ייחודי ופוטנציאלי זן עתידי נפרד, בעוד שזרע אחר מאותו ברי יכול להפוך לזן אחר, שונה לחלוטין מהראשון. כפי שניתן היה לצפות, הראשונים שהגיעו להצלחה אמיתית ביצירת תפוחי אדמה היברידיים לא היו תפוחי אדמה, אלא חברות גידול ירקות בעלות כישורים גבוהים וניסיון רב בגידול היברידי. מגדלי Bejo בילו למעלה מ-15 שנים ביצירת זן תפוחי האדמה ההיברידי הטטרפואידי הראשון, Oliver F1, אשר מיוצר וזמין בשוק העולמי מאז 2020.
בינתיים, העבודה על מסחור זרעים בוטניים מתפתחת בצורה די דינמית, כאשר מושקעים בה משאבים כספיים אדירים. תפוח האדמה ההיברידי השיג מעמד של אייקון לאומי בהולנד, ושיטת הגידול מוגנת בפטנט של האיחוד האירופי. כל השווקים המסורתיים של תפוחי אדמה זרעונים הולנדים החלו לאמץ זרעים בוטניים מוקדם. קודם כל, במדינות אפריקה, מרכז ודרום מזרח אסיה - סמינרים, מצגות, נטיעות הדגמה. נאמר כי פקעות הזרע הם נחלת העבר, וזרעים בוטניים הם העתיד של תעשיית תפוחי האדמה העולמית. ובמקום 2-3 ט'/הא של חומר שתילה, אפשר יהיה להסתדר עם 30 גרם/הא בלבד (אף מילה על זה שצריך לגדל את הזרעים בטכנולוגיית שתילים, בעבודת כפיים). זוהי אסטרטגיה ממלכתית ותוכנית שיטתית ושיטתית אליה מחוברים כל המבנים המסחריים והממשלתיים.
כפי שהתברר, זרעי תפוחי אדמה בוטניים כבר נבדקים באופן לא רשמי ברוסיה. זרעי הטרוזיס בוטניים הם מוצר נישה אך יקר מאוד. הקונים העיקריים שלה, כפי שצפוי, אמורים להיות חוות קטנות במדינות מתפתחות וצפופות, שמגדלות תפוחי אדמה בעבודת יד ואשר, עם כל הכבוד, נחשבות באופן בלתי סביר לעשירות וחדשניות. חשוב מאוד למפתחי טכנולוגיית גידול זו לכלול את מגדלי תפוחי האדמה הרוסים, שהם נדיבים ומשלמים כיום פי שניים מהאירופאים עצמם, עבור תפוחי אדמה אירופיים, בין צרכני זרעי F1.
הצגת טכנולוגיות עריכה גנומיות של תפוחי אדמה – עוד דרך מבטיחה להשיג את היתרונות של תפוח האדמה של העתיד. עריכת הגנום היא הוספה, מחיקה, החלפה והעברה ממוקדת ומכוונת של קטעים מה-DNA הטבעי של האורגניזם. שיטה זו מבוססת על ידע והבנה של התפקיד והתפקודים של גנים ספציפיים. כאשר ידע כזה זמין וניתן להשיג תכונה רצויה באמצעות שינוי ממוקד, עריכת הגנום הופכת לדרך יעילה יותר לבצע שינויים אלה בהשוואה לטכנולוגיות רבייה אחרות. רמת הידע המצטברת בגנטיקה מאפשרת לך לערוך זני תפוחי אדמה.
שיטות עריכה פותחו ונעשה בהן שימוש הולך וגובר במהלך השנים האחרונות כדי לבצע שינויים גנום מדויקים וצפויים בצמחים מבלי להוסיף DNA זר. טכניקת CRISPR/Cas9 הוכחה כיעילה יותר ממערכות אנזימים אחרות (נוקלאזות אצבע אבץ (ZFNs), נוקלאזות דמויות מפעילי שעתוק (TALENs), ומגהנוקלאזות (MNs). CRISPR-Cas הוא כיום גנום הכלי הנפוץ ביותר עריכה ואומצה במחקר ופיתוח רבייה ברחבי העולם, עריכת גנום יכולה לשפר זנים בעלי ביצועים נמוכים או בעייתיים מבלי להכניס מידע גנטי זר או נוסף בצורה של DNA, מה שמאפשר לבצע שינויים מדויקים וניתנים לחיזוי ישירות לתוך הגנום של שכבר נוצרו. זנים. זהו ההבדל המהותי בין עריכת הגנום של צמח היבול לבין הטרנסגנוזיס שלו, כלומר הוספה ממוקדת של גנים זרים לגנום. אורגניזמים טרנסגניים מתגלים בקלות מכיוון שהטרנסגנוזיס יוצר קבוצה חדשה, ייחודית ולא טיפוסית של גנים.
השינויים הגנטיים שנעשו באמצעות טכנולוגיית CRISPR-Cas אינם שונים משינויים שיכולים להתרחש באופן טבעי או כתוצאה מגידול קונבנציונלי. המשמעות היא שללא ידע מוקדם, אי אפשר לקבוע אם שינוי גנטי הוא תוצאה של עריכת גנום. ברגע שמוצרים שנערכים בגנום עוזבים את המעבדה, קשה לשלוט בהתפשטותם נוספת. תכונה זו היא שמעכבת משמעותית כיום את המסחור של זנים ערוכים - הליכים גנטיים הם יקרים וצריכים לקבל החזר כאשר משתמשים באפקט המתקבל; מפתחים מחפשים הזדמנויות להגנת פטנט של מוצרי עריכה.
עריכת הגנום יושמה על מגוון רחב של יבולים ותכונות, והזנים הראשונים מסוג זה כבר הוכנסו לייצור חקלאי בפועל בארצות הברית וביפן. דיווחים על שינויים ביותר מ-60 מיני צמחים פורסמו בספרות המדעית. דוגמאות ספציפיות של גנומים ערוכים כוללות: בננה - הסרת וירוס ורידי בננה; אורז פריחה מוקדמת עם הרכב שמן שונה; אורז מועשר בקרוטנואידים; גפן עמיד בפני מחלות פטרייתיות; פולי סויה עם תכולת שמן וחלבון גבוהה; תותים שפורחים פעמים רבות; תירס עם תשואה מוגברת תחת לחץ בצורת; חרדל עם טעם משופר עם תכולת ליקופן גבוהה של עמילופקטין עגבניות; תפוחי אדמה עתירי GABA; תפוחי אדמה ללא גליקואלקלואידים ועוד רבים אחרים.
נכון לעכשיו, גידול גידולים גנומיים מוסדר אחרת ברחבי העולם. ביבשת אמריקה, כמו גם בסין, אוסטרליה, הודו ויפן, גידול זנים שעברו גנום אינו כפוף לחקיקה של אורגניזם מהונדס (GMO). באיחוד האירופי, עריכת גנום הוכרה כסוג של GMO ולכן נאסרה בשנת 2016, אך השימוש בטכנולוגיה זו לא נפסק ליום אחד, מעבדות הועברו מיד למדינות אחרות. היישום המוצלח בעולם של השיטה והדיונים בנושא זה שאורגנו על ידי עסקי הגידול והזרעים הובילו לביטול האיסור של האיחוד האירופי על עריכת גנום ב-2023.
על רקע שיפורים משמעותיים בטכנולוגיות הגידול המתרחשים בעולם, מצבנו הוא כדלקמן:
- עריכת גנום בפדרציה הרוסית הוא מסווג כ-GMO; השימוש בטכנולוגיה זו אסור מאז 2016. ואין דיון על כך בעסקי הגידול והזרעים ובקהילה המדעית. עם זאת, העולם העריך במהירות (לאט יותר באיחוד האירופי) הזדמנויות חדשות והסיר את ההגבלות. דחיית טכנולוגיות גידול חדשות רק תוביל לפיגור נוסף מאחורי ההתקדמות המדעית והטכנולוגית שהושגה.
- יצירת כלאיים F1 תפוח אדמה תיאורטית מטרה מאוד מעניינת ומפתה, אבל סביר להניח שזרעים בוטניים לא יהיו בשימוש נרחב בגידול תפוחי אדמה בפדרציה הרוסית, מכיוון שחזרה מרמה של ייצור בקנה מידה גדול וממוכן לחלוטין לגידול שתילים עם שימוש בלתי נמנע בעבודת כפיים היא לא הגיונית ולא רציונלי. על מנת להפחית באופן קיצוני את רמת השונות בפרמטרים המורפולוגיים והכלכליים-ביולוגיים של זרעים בוטניים היברידיים, מתבצע מעבר לרמה דיפלואידית והתרבות חוזרת ונשנית של צורות הוריות. הצלבות היברידיות מוצלחות דורשות קווים מגובים פוריים, נמרצים והומוזיגוטים. יש לפתור בצורה ממוכנת את בעיית השגת יבול גבוה של זרעים הטרוטיים, ללא שימוש בהאבקה ידנית, כלומר. באותו אופן שנעשה עבור גידולים חקלאיים אחרים (תירס, חמניות, סלק סוכר, ירקות). משמעות הדבר היא הצורך להשתמש בכלים גנטיים כגון סטריליות גברית ציטופלזמית, התאמה עצמית ואי התאמה עצמית, והבטחת פוריות גבוהה. ואם בנושאי הכלאה, חדירת תכונות, הערכת הטרוזיס של חומר המקור וכו'. בהיבטים מתודולוגיים נלווים, פרסומים מדעיים הם זרם מתמשך, אך על הטכנולוגיה לייצור נפחים מסחריים של TPS - לא אחת. כי זהו תחום ידע, שיספק תשואה עתידית על כספים שהושקעו בפיתוח ושליטה בטכנולוגיה זו. קבלת יבול גבוה של זרעי תפוחי אדמה הטרוטיים אינו זהה כלל כמו קבלת יבול גבוה של פקעות זרע. ההשקעות הנדרשות בפיתוח הטרוזיס תפוחי אדמה הן כה גדולות שרק חברות גידול בודדות ברחבי העולם יכולות להרשות זאת לעצמן. אין דברים כאלה בפדרציה הרוסית עדיין.
- גידול תפוחי אדמה מסורתי ברוסיה נמצא בשלב שניתן לתאר כתקופה של תחייה פוטנציאלית. נוכחותם של כמה מאות זנים רוסים במרשם המדינה לא צריכה להטעות, כי האפקטיביות ורמת הבחירה מוערכת לפי נפח השלב השני של הבחירה - ייצור זרעים, שלעתים קרובות נקרא בחירה תומכת. נפחי ייצור זרעים פירושם תחום הגידול של זנים, שחלקם מהייצור הכולל מראה את האפקטיביות והתחרותיות של עבודת הגידול. בשל היעדר ייצור זרעים, יש צורך להוציא את רוב הזנים הרוסיים שנוצרו בעבר מהפנקס ופשוט לשכוח מהם. התקנות המאומצות כעת על מרשם הזנים של הפדרציה הרוסית קובעות זאת: אם אין ייצור זרעים בשנתיים האחרונות, יש להוציא את הזן מהמרשם.
החייאה של גידול תפוחי האדמה הרוסי, כמו גם גידולים חקלאיים רבים אחרים, התאפשרה רק לפני כמה שנים, לאחר תקופה של עשרים שנה שבה רוסיה הפכה לשוק הגדול ביותר לכל דבר, כולל זרעים מחברות גידול וזרעים זרות. ההשפלה התבססה על הבטחות של שותפים זרים ועל התקווה התמימה לאפשרות של שיתוף פעולה שווה, הם אומרים, כעת יוכלו החקלאים הרוסים להשתמש בהישגים הטובים ביותר של הבחירה העולמית. מערכת ייצור הזרעים המתוכננת שוחררה לצוף לצורך הישרדות עצמית וקרסה במהירות. מכוני מחקר, שבהם התבצעה ומתבצעת עבודת סלקציה, מיהרו להשתחרר מהפורמט של מפעלי גידול וייצור זרעים - ממפעלים פרטיים העוסקים בייצור זרעים בפועל. בתחילת שנת 2000 הפכו היקפי הייצור המקומי של חומרי זרעי תפוחי אדמה למינימליים. והבחירה הזרה באמת הגיעה, ומיד בצורה של כמויות גדולות מאוד של זרעים, שנדרשו על ידי המפעלים הגדולים המתפתחים לייצור תפוחי אדמה בפורמט חדש. חלקם של זנים זרים בשדות הרוסים גדל בחדות, לא בגלל שהזנים הרוסיים נחותים, אלא בגלל שחברות גידול אירופיות הצליחו לספק כמויות בלתי מוגבלות של זרעים. במשך תקופה די ארוכה הכל היה בסדר - חומר זרעים מיובא סופק בכמויות בלתי מוגבלות, במחירים נוחים ובאיכות מקובלת, חברות גידול זרות חילקו רישיונות והשיקו ייצור זרעי עילית ורבייה מזנים שלהם בתוך הארץ.
ו"השוויון" בתחום הבחירה נעלם במהירות כשהייצור של רוסיה עצמה נחלש. מחירי תפוחי האדמה המיובאים הזדחלו, ואיכותם החלה לרדת באופן ניכר. אבל רק לאחר הנתח הראשון של הסנקציות האנטי-רוסיות ב-2014 ברמת המדינה הגיעה ההבנה של הסיכון העצום של תלות מוחלטת בבחירה זרה. בשנת 2016 הורה נשיא הפדרציה הרוסית לפתח תוכנית לתמיכה בבחירה ובייצור זרעים של תפוחי אדמה ברוסיה (FNTP) במטרה להגדיל את היקפי הייצור ולשפר את איכות תפוחי האדמה הזרעים על מנת לבטל את התלות ביבוא. אז מדוע אנו משתמשים במונח "תקופת תחייה פוטנציאלית" במקום תקופת לידה מחדש? אבל בגלל שבפועל התמיכה ניתנת בצורה מעורפלת.
לדעתנו, יהיה זה הגיוני לכוון את האמצעים העיקריים והיקפי המימון (לפחות 50%) של ה-FSTP כדי לעורר עלייה ישירה בהיקף ייצור תפוחי האדמה הזרעים ולשפר את איכותו. אמצעים כאלה כוללים:
- סבסוד עלות חומרי הזרע הנמכרים של זנים רוסיים חדשים מכל הקטגוריות;
- סבסוד רכישה על ידי מפעלים העוסקים והגדלת היקף ייצור הזרעים עם דומיננטיות של זנים רוסיים חדשים, אמצעי ייצור מיוחדים, מודרניזציה ובניית מתקני אחסון;
- ארגון ואספקת תשתית לטריטוריה מתמחה בקטגוריית "דרגה גבוהה" באזורים הצפוניים של הפדרציה הרוסית לייצור תפוחי אדמה זרעים באיכות גבוהה באיכות הגבוהה ביותר עבור השוק המקומי והיצוא;
- גירוי ייצור מקומי של ציוד מגן כימי;
- גירוי ייצור ציוד מיוחד לייצור זרעי תפוחי אדמה.
האופי המערכתי והאיחוד של כל הכוחות והמשאבים של המדינה כדי לפתור את הבעיות הדוחקות באמת אלה עבור התעשייה ולהשיג התקדמות משמעותית בהיקף ייצור הזרעים וטיפוח זני הבחירה הרוסית עדיין לא נראה לעין. חברות גידול זרות מעוניינות מאוד להבטיח בזבוז זמן וכסף, אך אין שיפורים משמעותיים בבחירה הרוסית. הם לא רוצים לאבד שוק מכירות כל כך רחב ובלתי תובעני.
האם ניתן להבטיח את התחרותיות של גידול תפוחי אדמה רוסיים במצב המאקרו-כלכלי הנוכחי? כן, יש, אבל רק על בסיס היכולות הקיימות של מפעלים בודדים. לשם כך, יש צורך להשתמש בו זמנית ולשלוט במספר מרכיבים בעלי תחרותיות גבוהה:
ראשית: ליצור זנים ברמה הגבוהה ביותר (עולמית), למרבה המזל יש משהו ומישהו להשוות ולהתחרות איתו. מבחר איכותי של תפוחי אדמה, כולל תומכים, עבור ובתנאים מקומיים תמיד מנצח, ולו רק מהסיבה שתפוחי אדמה הם מוצר כבד וקשה לשינוע.
שנית: שימוש בפורמט של מפעל גידול וייצור זרעים הוא הגורם והתנאי החשובים ביותר להבטחת התחרותיות של גידול תפוחי אדמה בפדרציה הרוסית. במדינות מפותחות, חברות גידול עוסקות בייצור זרעים, שולטות בייצור זרעים בכל דרך אפשרית ורואות בה תוצאה של סלקציה. בחירה נפרדת וייצור זרעים נפרד הם אפשרות חסרת סיכוי.
שלישית: לעבוד ברמה מודרנית, גלובלית, לנצל באופן מלא את כל גורמי התחרותיות בתחום זה: התמחות; תנאי קרקע ואקלים מיטביים; הצטיידות בחומר המיוחד והבסיס הטכני המודרני ביותר; מומחים מוסמכים ביותר; עמידה בדרישות ותקנות מחייבות ארגוניות, מתודולוגיות וטכנולוגיות.
רביעי: לשלוט ולהימנע מסיכונים בעבודה (עונת גידול קצרה; טמפרטורות אוויר וקרקע גבוהות; חוסר לחות; השקיה; יבוא חומר פקעת; שילוב של ייצור זרעים וגידול תפוחי אדמה מסחריים).
חמישית: להבטיח את רמת האיכות הגבוהה ביותר של חומר הזרע המיוצר (כלומר זני, אינדיקטורים זריעה ותכונות יבול). איכויות זריעה ותכונות תשואה הן עתודות ההתקדמות המשמעותיות ביותר עבור מפעלי גידול רוסים.
לסיכום, נדגיש כי אנו יכולים לדבר על תחרותיות בשוק המקומי של הפדרציה הרוסית ועם יישום בפועל על ידי המדינה של סדרה של צעדים נחוצים לפיתוח ולתמוך בכלכלה המקומית.
סרגיי בנדיסב, דוקטור לחקלאות. Sciences, LLC "DGT",
אלנה שנינה, דוקטור לחקלאות. מדעים, מכון המחקר אוראל לחקלאות