Сегодня каждый из нас держит в руках смартфон. Внутри него – мощный процессор, память, камера, система связи. Но без нужных программ – «software» – его возможности полностью не раскрываются. Он остаётся хорошим устройством, но не становится умным помощником.

В сельском хозяйстве так же. Хороший сорт, качественное семя, сильная генетика – это «hardware», то есть умное устройство. Но то, что полностью раскрывает его потенциал – правильная агротехника, правильное хранение, правильный посев, правильный полив, правильное питание, правильный свет, правильная температура и правильный уход. Иными словами, это «software» семени и растения.

На первый взгляд, это кажется очень простым. Но на самом деле сегодня мировое сельское хозяйство заново открывает эту истину. Потому что будущую продовольственную безопасность нельзя обеспечить только новыми сортами, новой техникой или большим количеством удобрений. Климат меняется, нехватка воды усиливается, засоление почвы, тепловые волны, новые болезни и вредители каждый год ставят перед земледельцами новые вопросы. В такую эпоху умение правильно «запускать» генетический потенциал семени становится отдельной наукой, особым мастерством.

Имя этой науки – эпигенетика.

Многие думают, что эпигенетика – это нечто сложное: лаборатории, гены, ДНК, молекулы, оборудование, формулы. Но на самом деле её можно объяснить на языке земледельца очень просто: ДНК – это алфавит семени. А эпигенетика – это порядок, который определяет, какое слово, когда, где и как читать из этого алфавита.

То есть гены в семени не меняются. Но порядок работы этих генов может меняться. Один ген вовремя «просыпается», другой временно «молчит», третий при стрессе начинает работать быстрее. На это влияют температура, свет, вода, соль, почва, питание, микроорганизмы, условия хранения и уход.

В компьютере software пишется цифрами. Чтобы его изменить, нужен специалист. В семени же многие «программы», управляющие работой генов, словно написаны природой карандашом. Если земледелец создаёт правильные условия, он может усилить, направить, а иногда и частично переписать эту «карандашную» программу. Семя чувствует холод, чувствует свет, чувствует воду, чувствует почву. Растение не двигается, не ходит, не говорит, но оно «читает» окружающую среду. И в результате меняет порядок своей защиты, роста, цветения, плодоношения или созревания.

Вот это и есть эпигенетическая агротехника, то есть разумное использование памяти растения и сигналов окружающей среды.

Семя тоже готовится

Мы часто думаем о семени просто как о живом материале: бросил в землю, полил – взойдёт. Но семя – это живая система. У него есть время пробуждения, подготовительный период, внутренний ритм. Пробуждение семени похоже на утреннее пробуждение человека. Кто-то сразу бодр, кто-то просыпается позже, а кто-то вообще не может начать работать, потому что не готов.

Представьте поле. На одном гектаре высеваются тысячи, миллионы семян. Если они взойдут не одновременно, развитие на поле будет неравномерным. Одно растение взойдёт рано, другое – через три дня, третье – через неделю. Потом цветение, колошение, созревание тоже будут разными. В итоге фермер на одном поле одновременно видит и зелёные, и спелые, и запоздавшие растения. А это влияет на урожайность, расход воды, устойчивость к болезням и качество уборки. Поэтому равномерное и дружное прорастание семян – это не простая задача. Это начальный ключ к урожаю. В последние годы в Узбекистане сформировался очень интересный и оправдавший себя на практике опыт. Рекомендовано хранить семена зерновых перед посевом два месяца при температуре +4 градуса. Поначалу многие не поверили. «Какой толк класть семена в холодильник?» – говорили некоторые. Но потом практика показала, что это очень важный метод. Почему?

Здесь речь не просто об охлаждении. Речь о регулировании внутреннего процесса пробуждения семени. Свежеубранное зерно может быть ещё не полностью «готово». У него есть естественный период покоя (seed dormancy). Если такое семя посеять сразу, часть его не взойдёт хорошо или взойдёт поздно. В некоторых случаях до 30% семян могут не взойти на ожидаемом уровне. Это означает уменьшение количества растений на поле, а затем и снижение урожая. Хранение семян два месяца при +4 градусах пробуждает их равномерно. В результате семена прорастают одновременно, всходы развиваются дружно, цветение и созревание также синхронизируются. Количество растений на поле увеличивается. Урожай формируется равномерно. Труд, вода, удобрения, техника и время фермера работают эффективнее. Здесь сорт не изменился. ДНК не изменилось. Но «software» запуска семени был настроен правильно. И это дало большую разницу. На некоторых полях появилась возможность получить дополнительно тонну и более урожая с гектара. Это – большой доход для земледельца и большой вклад в продовольственную безопасность страны.

Простой вопрос: мы тратим годы, большие средства и науку на создание новых сортов. Но для правильного «пробуждения» хорошего сорта иногда достаточно простой технологии хранения в холоде. Значит, большой результат в сельском хозяйстве не всегда приходит от дорогой технологии. Иногда большой результат приходит от правильно понятой простой науки.

Свет тоже даёт сигнал растению

У растения нет глаз, но оно видит свет. Нет ушей, но оно принимает сигналы среды, словно слышит их. Нет ног, но оно движется к свету, воде и питанию. Это удивительное чудо природы. У семенных клубней картофеля тоже есть такое состояние. Клубень картофеля должен в определённой степени «проснуться» до попадания в землю. Его глазок, то есть росток, должен прийти в движение в нужное время. Если клубень вялый, прорастание задерживается, растения на поле развиваются неравномерно, урожай бывает низким.

Сегодня в Узбекистане проводятся практические эксперименты по обработке семенных клубней картофеля красным светом перед посадкой. Суть метода в том, что красный свет воздействует на световоспринимающие системы растения. Он может влиять на пробуждение ростков, ритм роста и последующее развитие. В результате семенной клубень «просыпается», всходы на поле выглядят лучше, развитие ускоряется. Обратите внимание: здесь тоже ДНК не меняется. Сорт не превращается в другой сорт. Но на «написанную карандашом» программу работы растения воздействуют через свет. Поэтому это тоже можно назвать агротехникой, близкой к эпигенетическому мышлению. На практике такой подход может дать большую разницу в урожайности картофеля. Если раньше на некоторых полях получали 20–25 тонн с гектара, то при правильной подготовке семенных клубней, правильной агротехнике, правильном поливе и уходе можно достичь 50 тонн и выше. Это результат не какого-то одного метода, а правильной работы всего «software».

Здесь напрашивается ещё один важный вывод. Мы часто связываем урожай только с землёй, водой и удобрениями. Конечно, это важно. Но растению сигнал даёт и свет. И температура. И условия хранения. Значит, современное земледелие – это искусство «разговора» с растением. Кто лучше понимает язык растения, тот получает с поля больше и качественнее урожай.

Секрет цветной плёнки на хлопковом поле

Хлопководство Узбекистана в последние годы переживает большие перемены. Площади под хлопком сокращаются, но урожайность и эффективность растут. Капельное орошение, лазерная планировка, новые сорта, система семеноводства, кластеры, переработка – всё это выводит хлопководство на новый уровень.

Теперь к этому направлению добавляется ещё один интересный подход: выращивание хлопка под цветной плёнкой.

Выращивание под плёнкой для нас не новость. Она сохраняет температуру почвы, удерживает влагу, экономит воду, способствует раннему развитию всходов. Но здесь возникает ещё один простой, на первый взгляд странный вопрос: имеет ли значение цвет плёнки? «Ну ладно, плёнка, – скажут некоторые, – мы её используем. А теперь ещё и цветную придумали?» Это естественно. Потому что земледелец хочет видеть практическую пользу от каждого нововведения.

Ответ прост: да, цвет плёнки может иметь значение. Потому что цвет – это качество света. А качество света – это сигнал растению. Красная, синяя, зелёная, белая или прозрачная плёнка немного меняет световую среду вокруг почвы и растения. А растение чувствует это изменение. У него есть световоспринимающие системы, такие как фитохром, криптохром. Через них растение принимает внутренние решения: «в какой я среде?», «есть ли тень?», «нужно ли расти быстрее?», «когда начинать цветение?», «как ускорить созревание?» Один из таких процессов называется «shade avoidance response» – реакция избегания тени. Проще говоря, если растение чувствует, что находится в тени, оно старается расти быстрее. Могут меняться стебель, лист, цветение и дальнейшее развитие. В некоторых случаях это может повлиять на более раннее созревание урожая, качество волокна, длину волокна или формирование коробочек. В этом году в Узбекистане начались испытания цветных плёнок – синих, красных, зелёных – на больших площадях в сочетании с капельным орошением. Самое интересное, что для фермера это не является большим дополнительным расходом. Он всё равно использует плёнку. Меняется только цвет плёнки. Но это небольшое изменение может изменить «световой сигнал», подаваемый растению.

Вот это и можно назвать настоящим аграрным software. Сорт тот же. Земля та же. Система полива та же. Но меняется восприятие среды растением. Его программа развития может запуститься иначе. А это открывает новые возможности для скороспелости, водосбережения, урожайности и качества в хлопководстве. Конечно, это направление требует более глубокого научного изучения. Какой цвет на какой почве, на каком сорте, в каком климате, при каких сроках сева даёт лучший результат – это покажут точные опыты. Но самое главное – мы теперь начинаем видеть в растении не просто «объект», потребляющий удобрения и воду, а живую систему, которая читает сигналы среды. Одно это понимание показывает, что в нашем сельском хозяйстве начинается новая эра.

Генетика нужна, но её одной недостаточно

За последнее столетие огромная часть достижений в сельском хозяйстве пришла через генетику. Новые сорта, высокоурожайные линии, устойчивые к болезням растения, качественное хлопковое волокно, высокоурожайное зерно, новые виды плодовых и овощных культур – всё это великая заслуга селекции и генетики.

Но сегодня мир пришёл к новой истине: хорошая генетика сама по себе не означает хороший урожай. Один сорт может давать прекрасный результат на одном поле и средний – на другом. Почему? Потому что проявление генетического потенциала зависит от среды. Здесь нужен мост между генетикой и агротехникой. Этот мост – эпигенетическое мышление.

Генетика даёт семени возможность. Эпигенетическая агротехника запускает эту возможность. Если генетика – это hardware, то агротехника, основанная на эпигенетических знаниях, – это software. Если hardware сильный, а software неправильный, система работает медленно. Если software правильный, даже имеющиеся возможности работают гораздо эффективнее. Поэтому для развивающихся стран это направление очень важно. Потому что не в каждой стране есть дорогие лаборатории, высокотехнологичные анализы, а у каждого фермера – большие средства. Но каждый фермер может понять, как правильно хранить семена, правильно их пробуждать, правильно поливать, беречь почву, понимать значение света и температуры. Каждый агроном может поставить небольшой опыт на поле, сравнить обработанные и необработанные семена, увидеть результат. Это не дорогой путь, но путь, требующий знаний.

Что может сделать эпигенетическая агротехника?

Её можно разделить на несколько простых направлений на языке земледельца.

Первое – предпосевная подготовка семян. Это может быть гидропрайминг, то есть замачивание семян в воде на определённый срок с последующей сушкой. Это помогает семенам прорастать равномерно. В некоторых случаях используются очень низкие концентрации солей или питательных веществ, чтобы подготовить семя к будущему засолению или засухе. Обработка биологическими препаратами усиливает активность полезных микроорганизмов вокруг семени.

Второе – закалка растения лёгким стрессом. Речь не о том, чтобы мучить растение. Речь о том, чтобы умно подготовить его. Например, умеренное сокращение воды в нечувствительный период роста может дать растению сигнал подготовиться к будущей нехватке воды. Этот метод нужно применять с осторожностью для каждой культуры и на каждом этапе. Но при правильном выполнении он служит повышению водосбережения и устойчивости к стрессу.

Третье – управление светом и температурой. Хранение зерновых семян при +4 градусах, облучение клубней картофеля красным светом, использование цветной плёнки на хлопке – всё это управление сигналами среды, подаваемыми растению.

Четвёртое – сохранение почвенного микробиома. Почва – это не просто песок, глина и минералы. Это живой мир. В ней живут миллиарды бактерий, грибов и полезных организмов. Они разговаривают с корнем, помогают обмену питательных веществ, укрепляют иммунитет растения. Значит, чрезмерное разрушение почвы, ненужное химическое давление, снижение органического вещества – всё это разрушает и природную software-среду растения.

Пятое – отбор семян от наиболее адаптированных растений. Если в какой-то части поля есть растения, которые хорошо держатся в условиях жары, засоления, засухи или болезни, на них нужно обратить внимание. Это одно из основных направлений и классической селекции, и эпигенетического мышления. Конечно, при этом нужно учитывать гибридные культуры, правила семеноводства и чистоту сорта. Но если фермер будет записывать, какие семена, какой метод, какая агротехника дали хороший результат на его поле, он тоже станет учёным-земледельцем, основанным на науке.

Земледелец теперь должен быть не просто исполнителем, а носителем знаний

В сельском хозяйстве будущего земледелец не может оставаться просто человеком, который пашет землю, сеет семена, открывает воду. Он должен быть человеком, который понимает растение, читает почву, наблюдает за климатом, испытывает технологии, – носителем знаний.

Раньше в аграрной сфере чаще задавали вопросы: «какой сорт хороший?», «какая техника сильная?», «какое удобрение эффективное?» Теперь вопросы расширяются:

Готово ли семя к посеву?
Нарушен ли его период покоя?
Прорастёт ли оно одновременно?
Есть ли в почве полезные микробы?
На каком этапе давать воды больше, а на каком – меньше?
Какой сигнал подаёт растению цвет плёнки?
Как свет, температура и влажность управляют внутренним развитием растения?
Даст ли этот метод результат и в следующем году?
Безопасен ли этот продукт для здоровья человека?
Не наносит ли эта технология вред почве и воде?

Фермер, который начинает задавать эти вопросы, – это фермер новой эры.

В животноводстве тоже есть «память»

Эпигенетическое мышление относится не только к растениям. В животноводстве живой организм тоже реагирует на среду, корм, стресс, уход. Корова, овца, коза, курица или рыба – это не «механизмы», производящие продукт. Это живые существа. Их организм воспринимает качество корма, воду, воздух, температуру, движение, болезнь, стресс и человеческое отношение.

Поэтому в животноводстве недостаточно спрашивать только «сколько молока дала?», «сколько мяса дала?», «сколько яиц дала?». Вопрос должен быть таким: в каких условиях её содержали? Какой корм давали? Был ли стресс? Разумно ли использовали антибиотики? Было ли гуманное отношение к животному? Безопасен ли продукт? Служит ли он здоровью ребёнка, семейному столу, здоровью общества?

Здесь мы должны быть осторожны и ответственны. Фраза «у мяса или молока есть память» не должна пониматься как научно доказанный факт в прямом смысле, а как реакция живого организма на среду. То есть как животное содержали, так его организм и отвечает. Этот ответ может отражаться в качестве продукта, его безопасности, питательной ценности.

Значит, эпигенетическое мышление даёт нам ещё один важный урок: на живой организм нельзя смотреть только как на источник выгоды. К нему нужно относиться с ответственностью, этикой и заботой. Это основа гуманного сельского хозяйства.

Рынок нужен, но человек — прежде всего

В последние годы в сельском хозяйстве очень важное значение приобрели такие понятия, как «рыночный продукт», «экспорт», «доход», «рентабельность», «кластер», «переработка». Это правильно. Если сельское хозяйство не приносит дохода, если земледелец не видит выгоды, если доход фермера не растёт, отрасль не развивается. Знать требования рынка, производить конкурентоспособную продукцию, экспортировать — это важная часть современной экономики.

Но если сельское хозяйство будет только ради рынка, оно однажды может отдалиться от человека. Если думать только о выгоде, мы можем тратить много воды, истощать почву, относиться к животным без заботы, ставить количество выше качества. Это может принести выгоду в краткосрочной перспективе, но в долгосрочной — нанести вред обществу.

Поэтому сегодняшнее сельское хозяйство Узбекистана выбирает новый путь: рыночно ориентированное, но человекоцентричное сельское хозяйство. Недавно мы подробно писали об этом в статье о «Столе на 2050 год» в газете «Новый Узбекистан». Что это значит?

Это значит – пусть продукт будет рыночным, но пусть он служит здоровью человека.
Это значит – пусть фермер получает доход, но пусть почва и вода тоже сохраняются.
Это значит – пусть экспорт растёт, но пусть внутренняя продовольственная безопасность не забывается.
Это значит – пусть технологии приходят, но пусть они не вредят природе.
Это значит – пусть животноводческая продукция увеличивается, но пусть отношение к животному будет гуманным.
Это значит – пусть сегодняшняя выгода не будет за счёт будущего поколения.

И здесь подход HECI – Humanity, Ethics, Creativity and Imagination, то есть человечность, этика, творчество и воображение – приобретает очень важное значение для сельского хозяйства. Человечность учит нас думать о благе земледельца, потребителя, ребёнка, матери, фермера, работника и будущего поколения. Этика учит нас прежде вопроса «можем ли мы?» задавать вопрос «правильно ли это?». Творчество учит нас находить новые решения из имеющихся возможностей, не дожидаясь дорогих технологий. Воображение помогает видеть сельское хозяйство через 10, 20, 50 лет.

Эпигенетическая агротехника как раз соответствует этим четырём столпам. Она гуманна, потому что даёт фермеру простые и недорогие методы. Она этична, потому что использует возможности природы не через насилие, а через правильное понимание. Она творческая, потому что учит видеть холод, свет, цвет, воду и почву в новом смысле. Она опирается на воображение, потому что показывает, как в будущем сельском хозяйстве соединятся генетика и управление средой.

Что это даёт Узбекистану?

Климат Узбекистана сухой, водные ресурсы ограничены, в некоторых регионах почва засолена. Население растёт. Спрос на продовольствие увеличивается. Геополитическая ситуация, логистика, цены, климатические риски в мире заставляют каждую страну серьёзно думать о своей продовольственной безопасности. В таких условиях мы не можем развиваться только за счёт большего количества земли, воды, удобрений. Мы должны развиваться за счёт большего количества знаний, большей эффективности, большей точности, большей ответственности.

Эпигенетическая агротехника открывает для Узбекистана несколько важных возможностей. Первое – более полное раскрытие потенциала существующих сортов. Второе – снижение расхода семян и неравномерности всходов на поле. Третье – повышение эффективности использования воды и питания. Четвёртое – усиление устойчивости к стрессу. Пятое – приближение фермера к опыту, наблюдению и знаниям. Шестое – превращение сельского хозяйства из просто технической сферы в искусство управления живой системой. Было бы ошибкой сказать, что нам не нужна большая национальная программа в этом направлении. Напротив, это направление необходимо систематизировать на научной основе. В каждой области, по каждой основной культуре нужно заложить простые полевые опыты. Чтобы сравнивались семена, хранившиеся в холоде и не хранившиеся; сравнивались поля с картофелем, обработанным красным светом и без него; проверялись цветные плёнки на разных сортах, разных почвах, разных режимах полива; изучались семена, обработанные биопрепаратами и без них. И оценивались результаты не только вопросом «вырос ли урожай?», но и вопросами: «как развился корень?», «сэкономили ли воду?», «ускорилось ли созревание?», «каким было качество продукта?», «повторится ли этот результат в следующем году?».

Научные учреждения должны изучать эти процессы на молекулярном уровне. Если мы будем анализировать такие показатели, как метилирование ДНК, активность генов, память стресса, состояние хроматина, мы сможем превратить простой фермерский опыт в большую науку. И здесь сельское хозяйство Узбекистана может стать не только практической площадкой, но и источником новых идей для мира.

Нам нужны создатели аграрного software

Долгие годы мы делали большой упор в сельском хозяйстве на подготовку «hardware»-инженеров: селекционеров, генетиков, механизаторов, ирригаторов, технологов. Это очень важно. Но теперь нам нужны и создатели аграрного «software». Кто они?

Это агрономы, которые знают, как пробудить семя.
Это специалисты, которые понимают реакцию растения на свет, воду, холод, соль и почву.
Это учёные, которые предлагают фермеру недорогие, но умные решения.
Это кадры нового поколения, которые видят в каждом поле опытную делянку, в каждом фермере – наблюдателя, в каждом семени – живую возможность.

Сельскохозяйственное образование тоже должно меняться в этом направлении. Студенты не должны ограничиваться только нормами удобрений, нормами полива или названиями болезней. Они должны понимать взаимодействие растения со средой. Они должны уметь давать простые и практичные ответы на вопросы: «что такое ген?», «что такое эпигенетический признак?», «что такое память растения?», «что такое подготовка к стрессу?», «что такое почвенный микробиом?», «как работают биостимуляторы?», «как качество света влияет на растение?». Тогда у нас появятся не только новые сорта, но и агрономы, мыслящие по-новому.

Поле будущего – умное, гуманное и обладающее памятью

Каким будет поле будущего? Это не просто поле, где ходит большая техника. Это не просто территория, где летают дроны, установлены сенсоры, всё оцифровано. Всё это нужно. Но поле будущего – это, прежде всего, поле, которое понимают как живую систему.

На нём учитывается память семени. Сохраняется дыхание почвы. Не расточается вода. Разумно используются свет и температура. Защищаются полезные микробы. К животному относятся не как к машине по производству продукции, а как к живому существу.
Фермер чувствует ответственность не только за урожай, но и за здоровье и будущее. На таком поле есть и рынок, и доход, и экспорт. Но над ними стоит великая цель: здоровье человека, устойчивость природы и право будущего поколения. Поэтому сегодня мы должны сказать в сельском хозяйстве новое слово:

В заключение хочу ещё раз подчеркнуть:

Хорошее семя – это умный компьютер. Правильная агротехника – это software, который его запускает. Эпигенетические знания – это искусство правильно писать, правильно стирать и правильно обновлять этот software.

Если мы поймём это, в нашем сельском хозяйстве откроются новые возможности. Мы научимся выращивать не просто больше продукта, а более здоровый продукт. Мы построим аграрную систему, работающую не только ради рынка, но и ради человека. Мы будем думать не только о сегодняшнем урожае, но и о столе будущего поколения.

Сельское хозяйство Узбекистана вступает на этот путь. Этот путь не лёгок, но он правильный. Потому что сельское хозяйство будущего будет развиваться не только за счёт генетики, а в гармонии генетики и эпигенетики, науки и этики, рынка и гуманизма, технологии и природы.

Именно с этой точки зрения широкомасштабные реформы, осуществляемые в сельском хозяйстве нашей страны под руководством нашего уважаемого Президента, полностью соответствуют требованиям этой новой эры. Поддержка науки, предоставление свободы фермерам и земледельцам, внедрение водосберегающих технологий, развитие семеноводства, цифровизация, переработка, повышение экспортного потенциала и, самое главное, постановка интересов человека в центр — всё это превращает сельское хозяйство из простой сферы производства продукции в новую школу развития, основанную на науке, берегущую природу, повышающую доход фермера и служащую здоровью народа.

Поэтому этот новый аграрный путь, формирующийся в Узбекистане – гармония генетики, эпигенетики, современной агротехники, водосбережения, цифровых решений и гуманной ответственности – может стать практической моделью, достойной изучения не только для нашей страны, но и для других государств, думающих о продовольственной безопасности, изменении климата и будущем сельского хозяйства. Ибо глубинный смысл этих реформ – не просто увеличить урожай, а обеспечить народ качественной, безопасной и здоровой пищей, сохранить природу и исполнить долг перед будущим поколением.

Самое главное, этот путь начинается с каждого фермера. Он начинается с того, чтобы, взяв в руки семя, видеть в нём не просто зерно, а умное «устройство» с огромным потенциалом. Он начинается с того, чтобы, поливая поле, видеть в воде не просто влагу, а сигнал, подаваемый растению. Он начинается с того, чтобы воспринимать свет, цвет, холод, тепло, почву и уход как инструменты управления software растения. Тогда земледелие станет не просто профессией, а творчеством, основанным на науке. Сельское хозяйство станет не просто рынком, а школой гуманного развития. А наш стол станет не просто изобильным, а здоровым, безопасным и достойным будущего поколения.

Иброхим Абдурахмонов,
Министр сельского хозяйства Республики Узбекистан, академик