Рисом единым

Марк Завадский
12 сентября 2011, 00:00

Чтобы вдоволь накормить человечество рисом, этот злак нужно сначала превратить в кукурузу, считают в Международном институте изучения риса на Филиппинах

Фото: Дмитрий Кулаков
Ученые выводят сорт риса, который сможет долгое время обходиться без воды

В Международном институте изучения риса (IRRI) исследование C4 называют «проектом Apollo» от сельского хозяйства. Легче отправить человека на Луну, чем разгадать секрет фотосинтеза риса, который позволит пробить достигнутый потолок урожайности этой культуры. По самым оптимистичным прогнозам, на это уйдет не меньше 15 лет, на протяжении которых селекционерам придется выжимать оставшиеся резервы из «риса сегодняшнего дня». Последние годы урожайность этой культуры повышается недостаточно быстро для удовлетворения потребностей растущего населения (к 2025 году число «рисоедов» по всему миру возрастет на четверть, до 5 млрд человек).

Лучший пример — сами Филиппины, когда-то полностью обеспечивавшие себя рисом, а теперь вынужденные ежегодно тратить на его импорт 1,5 млрд долларов.

IRRI координирует большинство исследований в области рисоделия — здесь собрана крупнейшая в мире коллекция генов риса, дубликаты которых на всякий случай хранятся в филиалах института в США и Норвегии — недалеко от Северного полюса. В институте работает более 1300 человек, от разнорабочих до рисоводческой элиты — селекционеров, тратящих в среднем около 12 лет на получение нового подвида риса. В зависимости от мировой продовольственной ситуации сотрудников IRRI можно назвать и главными законодателями рисовой моды, и бойцами армии борьбы с голодом в странах третьего мира.

Финансирование института увеличивается в моменты кризисов и уменьшается в периоды относительного процветания и благополучия. Сегодня IRRI находится на подъеме, а это значит, что нас ждут не самые спокойные десять лет.

Слишком тонкая подушка

IRRI считается крупнейшим некоммерческим сельскохозяйственным институтом в Азии. В 1960-х годах именно здесь были разработаны высокоурожайные сорта риса, ставшие ключевыми для «зеленой революции» в азиатских и африканских государствах. С тех пор институт выпускает новые разновидности злака каждый год. «Около 60 процентов всего риса, выращиваемого на Филиппинах, в Индонезии и Вьетнаме, обязано IRRI существенной частью своего генетического кода», — говорит «Эксперту» заместитель генерального директора IRRI по научным исследованиям Ачим Доберманн.

В начале 1990-х в IRRI начался кризис: многие филантропы и фонды посчитали, что продовольственная проблема решена, и переключили внимание на другие проекты — в области строительства инфраструктуры или развития образования. Растущее благосостояние азиатских стран, на которые приходится 90% производства и потребления риса, также говорило о том, что эпоха этой культуры уходит. Пример Японии и Южной Кореи показывал, что потреб­ление риса на душу населения уменьшается с ростом доходов, который также сопровождается снижением рождаемости. IRRI закрыл ряд проектов и начал увольнять сотрудников.

Однако в середине нулевых оказалось, что радость была преждевременной. «Во второй половине нулевых потребление риса росло быстрее, чем в последнюю четверть века, в среднем на 1,5 процента в год», — говорит «Эксперту» старший экономист IRRI Сомаренду Моханты. Выяснилось, что рост благосостояния действительно приводит к снижению количества потребления риса на человека, однако оно происходит намного медленнее, чем ожидалось, и не компенсирует роста населения. «Модели Японии и Кореи оказались не универсальными, в той же Индии несколько сот миллионов вегетарианцев, они не перейдут на мясо и рыбу», — говорит Доберманн.

При этом производство риса увеличилось всего на 1,2% в год, причем лишь 0,7% приходилось на повышение производительности, остальное — на увеличение посевных площадей. «Увы, свободных земель в Азии практически не осталось, они есть в Африке, но выращивать рис там очень непросто из-за климатических условий», — говорит Моханты. Есть свободные площади в Бразилии, но местные крестьяне предпочитают рису другие сельхозкультуры — рис сложнее продать на рынке, конъюнктура слишком быстро меняется.

Сокращение предложения привело к повышенной волатильности на рынке риса: если в 1990-е для изменения цены на 10 долларов за тонну требовались месяцы, то теперь это дело одной недели. Сказывается и вмешательство государства: целый ряд стран в последние годы прекращал или приостанавливал экспорт риса в интересах национальной продовольственной безопасности. «Из нынешних 105 тонн мировых резервов риса 40 миллионов — в Китае и еще 30 — в Индии: они не попадут на открытый рынок из-за политики местных властей, то есть остается лишь 25 миллионов тонн, это очень тонкая подушка безопасности», — утверждает Сомаренду Моханты.

Кладовая риса

С течением времени также смещались акценты в научных исследованиях. «Раньше ученые пытались создать сорта риса, которые приносили бы самые высокие урожаи в идеальных условиях, теперь они больше обращают внимание на соответствие новых видов конкретным требованиям местности», — рассказывает руководитель экспериментальной станции IRRI Лэг Виал. Вносят свои коррективы и потребители, которые предъявляют к рису все новые требования. «Мы теперь больше работаем над повышением вкусовых и питательных качеств. Например, удалось выделить ген, отвечающий за аромат, учимся добавлять витамин A, уже в ближайшее время эти открытия будут использоваться в практической селекционной работе», — говорит Ачим Доберманн. Наконец, в последние годы много внимания уделяют аспектам, связанным с использованием воды: с одной стороны, рис стараются сделать более влагоустойчивым, чтобы он мог выдерживать длительные наводнения, с другой — IRRI пытается продвигать так называемый аэробный рис — технологию, которая позволяет экономить воду там, где ее не хватает. «Мы меняем традиционный метод рисоделия, оказывается, рис можно на какое-то время оставлять без воды, и это никак не сказывается на урожайности», — утверждает старший специалист отдела исследования водных ресурсов IRRI Элизабет Хамприс.

Основа селекционной работы IRRI — международный рисовый банк, в котором хранится более 112 тыс. генотипов риса из 12 стран мира, включая морозо­устойчивые образцы из СССР, присланные еще в 1980-х. Образцы хранятся более 50 лет при температуре минус 15 градусов — в обычном филиппинском климате они не выдержат более двух лет. «В месяц мы получаем сотню запросов со всего мира, в основном от научных организаций, с просьбой прислать образцы риса для селекционной работы, такое сотрудничество идет на безвозмездной основе», — поясняет cтарший менеджер научных исследований Центра генетических ресурсов IRRI Флора де Гузман. Лишь четверть генов когда-либо использовалась для выведения новых сортов, остальные пока ждут своего часа. В IRRI считают сохранение «мирового рисового наследия» своим долгом перед человечеством: кто знает, что может ему понадобиться в будущем.

Вообще, «мир риса» в последние годы стал намного более разнообразным: если в 1970-е и 1980-е годы большой популярностью пользовались лишь несколько сортов высокоурожайного риса, то теперь выбор идет между десятками и даже сотнями генотипов. «Селекционеры выводят сорта, подходящие к конкретному типу почвы и климатической зоне, все они проходят тестирование на местности, перед тем как поступить в открытый доступ», — рассказывает Доберманн. Растет популярность и гибридного риса, которым в основном занимаются частные компании в Европе, Индии и Китае. «Сегодня на него приходится 18 процентов мирового урожая, в ближайшие 10–15 лет будет 25 процентов, но это предел, во многих районах выращивать гибридный рис либо невозможно, либо экономически невыгодно», — полагает Моханты.

C3 — C4

Проект C4 в IRRI сравнивают с «зеленой революцией» 1960-х годов. На него здесь тратят по 10 млн долларов в год — почти треть от общего бюджета института, а сами исследования параллельно идут в десятках научных организаций по всему миру. По типу фотосинтеза рис относится к классу C3, который считается довольно капризным при использовании в сельском хозяйстве. Если бы удалось изменить его на C4, как у кукурузы и сахарного тростника, это помогло бы решить целый ряд проблем. «Речь идет об увеличении урожайности на 25–50 процентов и резком сокращении использования удобрений», — говорит Сомаренду Моханты. Проект стартовал в 2008 году, и сейчас ученые подводят итоги первого этапа: удалось ли выявить гены, отвечающие за анатомию рисового листа? «Это основная задача, если мы хотим, чтобы рис работал как C4, и нам кажется, что работа идет успешно: мы находим больше странных и интересных мутаций, чем предполагали», — говорит Ачим Доберманн.

Речь идет о сотнях тысяч растений, из которых селекционеру необходимо выбрать несколько для продолжения исследований. «Помимо познаний в генетике селекционеру необходимо иметь хороший глаз, ему нужно по внешнему виду определить “мутационный потенциал” растения, это дано далеко не каждому, иногда приходится ломать лист, кто-то пинает растение ногой, в полях происходит много странных вещей», — утверждает Доберманн.

В IRRI работает всего два десятка селекционеров, каждый из них одновременно развивает несколько новых сортов. «Для меня селекционер — это что-то среднее между ученым и художником, выведение нового сорта требует сочетания этих качеств», — говорит Доберманн. Зачастую селекция превращается в сложную логистическую и менеджерскую задачу, на селекционера работают десятки представителей других специальностей.

В начале августа микробиологи IRRI выявили ген, который отвечает за появление в рисе меловых зерен, это позволит cущественно повысить ценность каждого зерна для крестьянина. Однако, как и в случае с C4, в сельском хозяйстве это открытие можно будет использовать лишь через 10–15 лет — именно таков средний цикл доводки биологического открытия до появления зерен нового типа в объемах, достаточных для начала сельскохозяйственных работ.

Лос-Баньос—Манила