«По мере того как Европа будет сокращать свою зависимость от агрохимикатов в сельском хозяйстве в течение следующих 10 лет и далее, возникает важнейший вопрос: что их заменит? Ответ могут подсказать сельскохозяйственные биотехнологии», — пишет Фархан Митха в статье, опубликованной Labiotech Insider.
Сайт Potato News Today приводит выдержки из этой публикации. Полный текст статьи можно прочитать на сайте Labiotech.
Использование агрохимикатов – пестицидов, удобрений и стимуляторов роста растений — имело решающее значение для человечества в течение последнего столетия. Они позволили увеличить объемы производства сельскохозяйственной продукции в соответствии с потребностями населения (численность которого резко росла) и спасли миллиарды людей от голода. Тем не менее, влияние агрохимикатов на окружающую среду стало слишком заметным, чтобы его игнорировать, и химические средства все чаще рассматриваются как инструменты прошлого столетия, которые плохо подходят для решения задач 21 века.
Признавая это, ЕС недавно наметил ряд целей по резкому сокращению количества химических веществ, используемых на европейских фермах, к 2030 году. Речь идет о сокращении на 50% использования химических и опасных пестицидов, а также о сокращении применения удобрений на 20%.
При этом очевидно, что движение к этим целям не должно сопровождаться резким падением урожайности. Выходом из ситуации могло бы стать обращение к инновационным сельскохозяйственным биотехнологиям.
Исторически сложилось так, что продвижение сельскохозяйственных биотехнологий в ЕС не всегда проходило гладко. Европейская комиссия препятствовала внедрению генетически модифицированных культур, что разочаровало многие исследовательские компании по всему континенту, рассматривавшие методы генной инженерии как важнейшие инструменты в развитии более продуктивной, более надежной и более устойчивой сельскохозяйственной системы.
Однако сельскохозяйственные биотехнологии – это не только создание ГМ-культур: ученые используют их для создания целого ряда биологических решений, способствующих совершенствованию способов выращивания сельскохозяйственных культур (без генетической модификации самих растений).
Феромоны для борьбы с вредителями
Химические инсектициды – жесткие инструменты, предназначенные для борьбы с насекомыми-вредителями, это «тяжелая артиллерия», служащая для массового убийства. Но этот метод «выжженной земли», применяемый на протяжении десятилетий, вызывает серьезные экологические проблемы.
Компания BioPhero, выпускающая разработки Датского технического университета, является пионером в использовании феромонов насекомых в качестве устойчивой альтернативы химическим инсектицидам. Препараты компании специально нацелены на борьбу с растительной молью, многие виды которой являются опасными вредителями для сельскохозяйственных культур.
Феромонное вмешательство сбивает с толку самцов моли, маскируя истинное местоположение самки в шлейфе сигналов-приманок. В результате откладывается меньше яиц, а количество личинок, способных нанести урон урожаю, удерживается на более низком, гораздо более управляемом уровне.
BioPhero разработала процесс ферментации – сопоставимый с процессом производства пива – где инженерные дрожжи создают феромоны моли. Это позволяет изготавливать феромоны в промышленных масштабах, что делает этот метод устойчивой защиты сельскохозяйственных культур экономически целесообразным.
Белковый биоконтроль
Как известно, вредители сельскохозяйственных культур и патогенные микроорганизмы бывают всех форм и размеров, и являются представителями разных царств: животные (насекомые), грибы, бактерии. Это создает огромную проблему для разработки подходов к биоконтролю, которые являются одновременно высокоцелевыми и адаптируемыми для целого ряда различных организмов.
Biotalys (ранее Agrosavfe), подразделение Фламандского института биотехнологии, предполагает, что решение этой проблемы лежит в одной из самых универсальных биомолекул природы: белках.
Бельгийская биотехнологическая компания, основанная в 2013 году, разрабатывает «агробелы» — небольшие белки, предназначенные для борьбы с конкретными вредителями и патогенами. Источником вдохновения при создании «агробелов» послужили белки ламы, отличающиеся замечательными природными качествами.
Компания может быстро отбирать наиболее эффективные биологически активные белки против каждого конкретного вида вредителей или патогенов, производить их в достаточном количестве посредством микробной ферментации и превращать их в удобные для пользователя средства защиты растений.
Использование почвенных бактерий
В последние годы область микробиомных исследований резко расширилась, чему способствовали значительные достижения в сфере изучения вопроса воздействия резидентных микробных сообществ на организм хозяина. Это тема оказалась в центре внимания и в сельскохозяйственных исследованиях, ведь растения тоже имеют микробиомы.
Пожалуй, самой известной агробиотехнической компанией, работающей над созданием сети симбиотических отношений между растениями и бактериями, является калифорнийская Pivot Bio. Флагманский продукт компании вводит в почву генетически модифицированные бактерии, которые могут фиксировать азот из воздуха и доставлять его непосредственно растениям. Продукт сокращает или даже заменяет потребность в синтетических азотных удобрениях, применение которых ЕС стремится сократить на 20%.
Несколько европейских биотехнологических компаний (в их числе Xtrem Biotech в Испании и ApheaBio в Бельгии) также анализируют возможности использования микробов в качестве замены агрохимикатов,. Однако успешное внедрение полезных микробов в почву в реальных полевых условиях оказалось непростой задачей, поскольку факторы окружающей среды часто препятствуют их эффективности и стабильности.
Чтобы преодолеть это ограничение, французская компания Kapsera разработала крошечные биоразлагаемые микрокапсулы из альгината (материала, полученного из водорослей), которые могут улучшить доставку и производительность биоудобрений и биопестицидов.
В заключение
Задача, стоящая перед европейскими фермерами в свете новых целей ЕС, чрезвычайно сложна: продолжать повышать производительность при одновременном сокращении использования химических средств. Она может показаться недостижимой, но нарастающий массив биологических решений доказывает, что что это не так. А с учетом того, что сельскохозяйственная биотехнологическая промышленность ЕС в 2019 году получила 245 миллионов евро на развитие (на 21% больше, чем в 2018-м), новая сельскохозяйственная революция может быть ближе, чем мы думаем.
