Naujos kartos pasėliai: rytojaus galimybių pramonė?

Pasaulio žemės ūkis jau yra ištemptas dėl kylančios temperatūros, nepastovių kritulių ir dirvožemio degradacijos. Pagal dabartinę politiką pasaulis artėja link 2,5–2,9 °C temperatūros kilimo iki 2100 m. – tai sąlygos, dėl kurių daugelis pagrindinių pasėlių peržengs fiziologines ribas. Kad maisto gamyba būtų gyvybinga ir neviršytų klimato ribų, turėsime efektyviau naudoti išteklius, mažinti iškastinį kurą iš ūkininkavimo, pereiti prie mažiau anglies dioksido į aplinką išskiriančių maisto produktų ir tvarkyti žemę, kad joje būtų kaupiama daugiau anglies.

Kartu turime pripažinti, kad maisto paklausa keičiasi. Iki 2050 m. mums prireiks ne tik daugiau maisto nei šiandien dėl gyventojų skaičiaus augimo, bet ir maisto rūšys labiau nei bet kada anksčiau atspindės miestų gyventojų pageidavimus ir besikeičiančius mitybos prioritetus. Su klimatu susijęs nepastovumas, jau matomas kavos ir kakavos kainose, dar labiau pakeis prekybos srautus.

Augalininkystės naujovės jau padeda mums įveikti iššūkį. Genomikos, fenotipų nustatymo ir naujų veisimo priemonių, tokių kaip CRISPR pagrindu sukurtas genų redagavimas, pažanga sumažino laiką, kurio reikia naujoms veislėms perkelti iš laboratorijos į ūkininkų laukus – nuo ​​dešimtmečių iki metų. Dabar mokslininkai vienoje genetinėje pakuotėje gali sukurti augalus, turinčius daug skirtingų savybių, pavyzdžiui, azoto naudojimo efektyvumą, atsparumą kenkėjams, specifinius skonio profilius ir mikroelementų tankį.

Tačiau genetinio pagreičio nauda išlieka nevienoda. Trys sėklų pramonės gigantai – „Bayer“, „Syngenta“ ir „Corteva“ – parduoda daugiau nei pusę pasaulinių sėklų pardavimo. Tuo tarpu dauguma patobulintų pasėlių mažas ir vidutines pajamas gaunančiose šalyse vis dar gaunama iš viešojo sektoriaus veisimo programų, kurių finansavimas yra ribotas ir galimybė naudotis naujomis technologijomis.

Būsimo ūkio ribos

Klimato kaita sukuria ir nuostolių, ir galimybių. Kai kurie regionai taps „transformacijos zonomis“, kuriose dabartinės kultūros nebegali išgyventi, o jų vietą turi užimti prisitaikančios sistemos ir pasėliai. Šiauriniuose pasienio borealiniuose regionuose – šaltose, miškų zonose, daugiausia Kanadoje, Rusijoje, Aliaskoje ir Skandinavijoje – gali atsiverti javai, tačiau dėl atitirpusių durpių gali atsirasti didžiulis anglies išsiskyrimas.

Ūkininkavimas dykumose ir miestuose priklausys nuo druskai tolerantiškų pasėlių veislių, vertikalių ūkininkavimo sistemų, kurios augina javus sukrautais sluoksniais (dažnai patalpose), ir vandens naudojimo žiediniu būdu, kuris, pavyzdžiui, filtruoja ir pakartotinai naudoja drėkinamąjį vandenį. Jūrų kultūra – dumblių auginimas – yra daug žadanti kaip maisto, kuro ir gyvulių pašaro šaltinis, tačiau ligų kontrolė dumblių auginimo srityje išlieka pagrindine kliūtimi.

Be „didžiojo ketverto“ pagrindinių grūdų (ryžių, kviečių, kukurūzų ir sojų), „pagalbiniai augalai“, tokie kaip soros, tefas, taro, okra ir burnočiai, galėtų palaikyti atsparesnę, įvairesnę dietą. Patobulintos bioenergijos augalų, tokių kaip miskantas ir skroblas, veislės – tiek greitai augančios, didelės biomasės, tiek daugiametės žolės – galėtų palaikyti energijos perėjimą, o patobulinti pašarai galėtų sumažinti metano išmetimą iš gyvulių. Žiedinės ekonomikos veisimu siekiama sukurti pasėlius, kurių kiekviena dalis turi paskirtį: pavyzdžiui, šaknys dirvožemio anglies kaupimui, stiebai ląstelienai, lapai pašarams ir likučiai bioenergijos gamybai.

Monokultūros modelis, dešimtmečius dominuojantis stambiame ūkyje, užleidžia vietą mišrioms ūkininkavimo sistemoms, kurios derina pasėlius ir gyvulius ir kurios labiau derinamos su natūraliais ekologiniais procesais. Ateities ūkiai derins medžius su pašariniais augalais, pasėlius su saulės baterijomis (agrivoltaics) ir žuvis su daržovėmis (akvaponika). Anglies ūkis – žemės valdymas taip, kad ji veiktų kaip anglies absorbentas – gali padėti ūkio kraštovaizdžiams tuo pačiu metu tiekti maistą, energiją ir ekosistemų paslaugas.

Radikalesni pokyčiai susiję su maisto gamybos iš viso palikimu ūkį. Mikrobų baltymai, kultivuotos augalų ląstelės ir chemosintetiniai riebalai, gaminami gamyklose, o ne laukuose, netrukus gali aprūpinti didelę žmogaus mitybos dalį. Netgi žemės ūkio paskirtis keičiasi – nuo ​​maisto ar pašarų tonų vienam hektarui matavimo iki metrikų, apimančių jo indėlį į žmonių sveikatą ir biologinės įvairovės išsaugojimą litre vandens arba vienam gramui anglies. Tai reiškia, kad ateities ūkiai nebūtinai sieks maksimalaus našumo, bet inžinieriaus pusiausvyros.

Augalų galios politika

Tačiau technologijų pažanga neatsiranda atskirai, o jų sėkmė priklausys nuo daugelio klausimų: intelektinės nuosavybės taisyklių, visuomenės pasitikėjimo biotechnologijomis, atviros prieigos prie genų redagavimo įrankių, sąžiningo genetinės medžiagos ir duomenų naudos pasidalijimo bei skaidrios komunikacijos apie riziką ir naudą. Vyriausybės, sėklų įmonės, NVO ir investuotojai atlieka savo vaidmenį kuriant pasitikėjimą, finansuojant atradimus ir užtikrinant, kad naujovės būtų naudingos ne tik turtingiems ūkininkams ir vartotojams, bet ir visiems, kurie valgo ir valdo žemę.

Turint visa tai omenyje, tikėtina, kad ateinančius 30 žemės ūkio metų nulems ne transformacija iš viršaus į apačią, o mažesnių, tarpusavyje susijusių sprendimų mozaika, skirta pamaitinti karštesnį, alkanesnį pasaulį ir prižiūrėti mūsų kolektyvines ekosistemas. Tarp šių sprendimų ateities pasėliai galėtų tiekti ne tik daugiau maisto, bet ir pažangesnes maisto sistemas.