1. 1 Съвместен Геномен Център ООД, 2 СУ „Св. Климент Охридски“
V Ежегоден Форум на АЗПБ, 8 – 10 февруари 2017 г., Хотел „Адмирал“, Златни Пясъци
Ролята на Съвместен Геномен Център за развитието на биологичното земеделие в България
Акад. Атанас Атанасов1, Горица Раклеова1, Ивелин Панчев1,2, Мариана Влахова1, Мария Шишиньова1,2, Венцислав Бърдаров1, Радослав Русев2
1 Съвместен Геномен Център ООД,
2 СУ „Св. Климент Охридски“

2. Каква е целта на тази презентация?
Тази презентация има за ЦЕЛ:
Да постави правилно въпросите за иновации в биологичното земеделие;
Да посочи някои виждания за тяхното решаване;

3. АГРОИНДУСТРИЯ ТЕРОРИЗЪМ И ВОЙНА
ОБРАЗОВАНИЕ
АГРОИНДУСТРИЯ
Биомаса 20-25% за биоенергия
ЕНЕРГИЯ
70% от водните ресурси се използват за земеделие
ВОДА
ДЕМОКРАЦИЯ
И РЕЛИГИЯ
Демографски проблеми
НАСЕЛЕНИЕ
ОКОЛНА СРЕДА
Биоразнообразие
(генетични ресурси)
Около 200 вида изчезват годишно
Определят 33% от вредните емисии
ХРАНА
Количество
Качество
Безопастност
ТЕРОРИЗЪМ И
ВОЙНА
Свързани основно с бедност
1.2 милиарда умират от преяждане
БОЛЕСТИ
Всички модерни болести в развития свят –(1.2 млрд страдат от затлъстяване)
БЕДНОСТ
40-45% от хората живеят в селските райони
1.2 милиарда недохранени в развиващия се свят
ДЕСЕТТЕ НАЙ-ГОЛЕМИ ПРЕДИЗВИКАТЕЛСТВА ПРЕД ЧОВЕЧЕСТВОТО ПРЕЗ СЛЕДВАЩИТЕ 50 ГОДИНИ

4. Какво е земеделието за България?
От гледна точка на днешния и утрешния ден и на световните проблеми на века, България има три еднакво важни приоритета за изпълнение:
Енергийна сигурност и суверинитет
Продоволствената сигурност и суверинитет
(който има зародишната плазма (семената) той има бъдещето)
Здравето на българина

5. Земеделието – уникална природна даденост за България
В сравнение с останалата част от света, България се отличава с най-благоприятното съчетание от почвено-климатични условия.
Шест факта най-добре илюстрират този феномен:
40% от почвите са в топ – класирането спрямо 12,5% за света;
Отлични природни дадености: почвено-климатични особености; водни източници;
Географско положение; превъзходно съчетание на долини, планини, реки и море;
Отличава се с едно от най-богатото биологично разнооборазие в света – алтернатива за развитие на всякакъв вид земеделие. Четвъртата страна по износ на билки в света и на първо място в Европа – 12 хил.т. годишно.
Силни традиции
• Образование и научно обслужване
• Работна сила
• Ценови равнища
Възможности за развитие на силно биологично земеделие

6. България – страна с уникални природни дадености!
земеделие – подходящо както за традиционно, така и за биологично. Могат да се култивират повече от 80 земеделски култури важни от продоволствена гледна точка!
минералните води – извори, от които 660 SPA Профилактика, превенция и балнеолечение практически за всяка болест!
туризъм:
морски
планински
еко и агро
културен и исторически

7. Състояние и проблеми на българското земеделие
Субсидиране
През 2012 год. субсидирането на земеделския сектор достигна рекордно ниво от 1,08 милиарда лева според НСИ;
Субсидиите на единица площ обаче отиват основно в зърнените и маслодайни култури, т.е. според Евростат те нямат позитивно влияние върху брутната добавена стойност, произведена в сектора.

8. Състояние и проблеми на българското земеделие
Внос / износ
Вносът изцяло доминира над износа. С изключение на зърнено-житните и маслодайни култури, вносът на чужди продукти изцяло доминира.
Този баланс, освен с икономика, е свързан и с влошеното здравословно състояние на българина;
Проблемът при износа с останалите култури е, че в повечето случаи там, където продукцията има качество, няма търсения обем и обратно!

9. Състояние и проблеми на българското земеделие
Проблемът с пазарите
Традиционните пазари по същество са загубени. Tова налага бързо и неотложно разработване на специфична стратегия както за вътрешните, така и за външните пазари в кратко- и дългосрочен план!!!
Пазарите ще посочат и ще помогнат за решаване на проблемите свързани с:
Приоритетите на производство на земеделски продукти за големите и нишовите пазари;
Добавъчната стойност;
Обемът и качеството на произвежданата продукция и нейното сертифициране;
По този начин България в значителна степен ще бъде готова да избегне неудачите по проблеми, свързани с ефективността на договарянето, което България води с Катар, с Китай по Програма 16+1, където тя е координираща страна и др.

10. Състояние и проблеми на българското земеделие
Нивото на инвестиции в земеделието и в частност за биологично земеделие остава все още много ниско.
Проблемът с инвестициите важи с още по-голяма острота за земеделската наука.
В Програмата за развитие на селските региони отсъстват всякакви мерки за иновации.

11. Защо биологично земеделие?
Основната причина е справяне с последствията от интензивното съвременно земеделие.
Преди 12 хил. години земеделието се пренасочва от диворастящите към култивираните растителни храни, където доминира зърното. ↓
От 1950 год. насам се осъществи „Зелената революция” започната от проф. Норман Борлауг.
Ефективни класически селекционни програми.
Висока продуктивност, съпроводена със загуба на генетичен материал определящ ценни хранителни качества /напр. сега хляба е рафинирано брашно – ендосперма – високо съдържание на амилопектин; висок гликемичен индекс ; бързо разграждане до глюкоза; инсулина е недостатъчен за неговото усвояване – напълняване, диабет и др/
Допълнително – силно торене със синтетични торове и употреба на множество пестициди и хербициди, което води до натрупване на хиляди химикали в храната, водите и въздуха.

12. Фактори, определящи развитието на българското земеделие
Приоритет номер едно в земеделското производство
( повече от 100 000 семейства могат да бъдат ангажирани)
Двустепенното фермерство
Ефективни взаимоотношения на МЗХ с МИ, МТ, МОСВ, МЗ, МОН
БИОЛОГИЧНО ЗЕМЕДЕЛИЕ
Европейска политика
Държавна политика
Регулации, контрол, етикетиране
Осигуряване на пазарни ниши
Подобряване на законовата база
Потребление
Бутикови продукти;
Самостоятелни борси
Специфични пазари и борси
Цени и ценообразуване
Производство
Организация на
- Дребните фермери
- Фамилните ферми
Субсидии
Кредитиране
Данъчна политика и облекчения
Образование, наука , иновации
Специализирано обучение – училища, курсове, семинари;
Целенасочени високотехнологични решения основани на познание
Нови адаптивни сортове и хибриди
Биологични ресурси – съхранение и използване
Климатични промени и воден дефицит
Почвено плодородие
Биоторове и биопестициди
Съвместимост на биологично с конвенционално и ГМО земеделие
Социално-икономически анализ
Качество и безопасност на храни
Информираност и услуги
НПО
Асоциации, фондации
Екологични организации
Обществена нагласа, настроение и възприемане – градско биологично земеделие
Фактори, определящи развитието на българското земеделие
МИ - износа
МТ – 5,5 млн туристи
МОСВ – биологичното разнооборазие
МЗ – болниците – здравето на човека
МОН – училището – здравето на децата

13. Храната като един от най-противоречивите и спорни въпроси
Биологично земеделие и еволюцията на човека
От растителна храна (неагресивна) към месоядна диета (агресивна = стероидна)
(от 5 хиляди, човечеството от преди 70 млн. години днес достигна > 7 млрд.)
Храната днес е политика, икономика, мода, национална идентичност (мигрантите отхвърлят западната диета)
В днешно време:
Ерозия на почвата;
Замърсяване на водата;
Парникови емисии (СО2 , N2O и метан);
Хуманно отглеждана храна;
Бъдещо поколение;
Храна и здраве;
Биоразнообразие;
Органично/ГМО;
Големи /Малки предприятия;
Дребни производители/фермери и урбанизация;
Политически проблеми;
Качество и безопасност на храните
Произход на храните;
Околна среда и социо икономически;
Отнасящи се днес за развития свят и в утрешния ден за развиващия се свят.
В миналото:
Лично здраве;
Религия;
Вкус;
Покупателна способност;
90% от населението е било ангажирано с земеделско производство, в сравнение с 2% днес.
Храната като един от най-противоречивите и спорни въпроси
Дълголетие и болести:
Жива храна ;
Жива вода;
(напр. Вит.С , който човек е неспособен да синтезира – 4000 мг/ден)
Рафинирани/нерафинирани въглехидрати и мазнини (променя актиността на хормоните)

14. ( ЕВОЛЮЦИОННА ЗАВИСИМОСТ )
Храни и здравето на човека
( ЕВОЛЮЦИОННА ЗАВИСИМОСТ )
Микроводораслите (синьозелени и др.) усвояват най-широкосопектърно слънчевата енергия и фотосинтезата са в основата на хранителната верига (~ 80% от биомасата на земята) и произвеждат по-голямата част от кислорода О2 и по този начин осигуряват условия за развитие на всички останали живи същества. Те са напълно автотрофни и нямат нужда от торове, пестициди и т.н
Увеличава се ентропията и се намалява енергията.
Вредните съставки (пестициди, инсектициди, хирбициди, зооциди – повече от 5000 броя) преминават по веригата и постепенно се натрупват в следващите
Увеличава се влиянието на почвения състав и почвеното плодородие
Това води до увеличаване на заболяванията при животинските видове и човека

15. Продължителност и качество
Биологично земеделие - храни и здравето на човека
ГЕНЕТИКА vs ЕПИГЕНЕТИКА
Генетични фактори
Епигенетични фактори
50%
50%
Продължителност и качество
на живота
Храна
50%
Хронични заболявания
75% ?
Физически
Умствени
Психологични
Емоционални
Духовни
Други фактори
50%
25%
наследствени
Заболявания
≈ броя

16. Ролята на научните изследвания, иновации и технологичния пренос в развитието на биологичното земеделие

17. Биологичното земеделие и четвъртата индустирална революция
Тя няма аналог в сравнение с предходните.
Преди 10 хил. години е започнала аграрната революция, която завършва с втората зелена революция на Норман Борлауг.
Следва интензивното земеделие, ползите от което са толкова колкото и вредите.
Втората революция бе свързана с електричеството, парните и други машини.
Третата е свързана с развитието на компютърните технологии от 60-те до 90-те години на ХХ век.

18. Биологичното земеделие и четвъртата индустирална революция
Сегашната четвърта революция още от самото си начало е невиждана по своята скорост и размах, резултат от технологични пробиви в:
мобилните устройства и интернета
изкуствен интелект и роботиката
автономни превозни средства
3Д печат
нанотехнологии
биотехнологии и омикс-технологии
материалознание
съхранение на енергия, квантови технологии и др.
Резултатът е безпрецедентно сливане на технологиите във физически, цифров и биологичен аспект, криещо едновременно безпрецеднтни възможности, но и големи опасности.

19. От какви иновации има нужда биологичното земеделие?
нови сортове; нови селекционни и съвременни техники като генното редактиране и епигенетика
стари сортове и местни породи животни / “народна” селекция/
биоторове и биопестициди, инокулант-симбионти, комбинации от микробиални щамове, микориза, бактерии и гъби
проучване на взаимодействието между:
растения и микроорганизми;
животни и микроорганизми;
човек и микроорганизми
микробиом – почвено плодородие
полезни / вредни микроорганизми
нов поглед върху компостирането
дигитално и прецизно земеделие
адекватни законови регулации

20. CRISPR: геномно редактиране при растенията
Най съвременния селекционен подход
(1) Навлизане на вирусът в бактериалната клетка
(2) Вмъкване на вирусна нуклеотидна последователност в CRISPR областта
Адаптация
(4) CRISPR РНК насочва молекулярна машина, която разрушава вирусния геном
Насочване
(3) Формиране ан CRISPR РНК
Произвеждане на CRISPR РНК

21. CRISPR: геномно редактиране при растенията
Най съвременния селекционен подход
CRISPR - Cas9
Последващо скриниране на получените резултати
Мутантна колекция (загуба на функция, понижаване на генната експресия)
Редактиране
Точкови мутации
Делеции / инсерции(гени/геномни фрагменти)
Регулация на транскрипцията
CRISPRi
активация / репресия
епигенетични модификации
Функционална геномика на абиотичния стрес
Растения толерантни към абиотичен стрес

22. Клетъчно и молекуляно фермерство
Какво е ГЕНОМИКАТА
(популярното име за системно биологичния подход)
БИОИНФОРМАТИКА
Околна
среда
ДНК
В нея се намират гените – около 2-3%=25-50 хиляди
(ГЕНОМИКА)
захари
метаболити
белтък
РНК
ДНК
Белтъци
(ПРОТЕОМИКА)
епигенетика
мазнини
МЕТАБОЛИТИ
(Вторично активни съединения ~300 хиляди)
Феноли
Витамини
Алкалоиди
Органични киселини и др.
Клетъчно и молекуляно фермерство
Храна и фуражи
Лекарства
Тъкани и облекло
Химия
Биоенергия
Биопластмаси
Биооцветители и т.н.
Как работят гените, белтъците, метаболитите
Има ли разлика между тях при различните организми; какъв е тяхния състав и структура
Как те си взаимодействуват
Кой и как ги регулира
Защо белтъците и вторичните метаболити са храна и лекарства, а ДНК не

23. Омикс технологии
Съвременните омикс технологии, базирани на пълното дешифриране (секвениране) – NGS, са в основата на разбирането на всички биологични процеси, както в отделните организми, така и между тях.
Например нутригеномиката позволява сравняване на здравословния ефект на хранителни продукти, получени от конвенционално, ГМО и биологично земеделие.

24. Феномика за прецизно земеделие
3D изображение
Изображение в далечната инфрачервена област (FIR)
Флуоресцентно изображение
Магнитно резонансни методи

25. Предриемчиво земеделие
Основни компоненти на дигиталното земеделие
Прецизно земеделие
Насочено
земеделие
Предриемчиво земеделие
Дефиниция
Дефиниция
Дефиниция
Детайлно определяне на агрономическите практики за максимизиране добива и печалбата от декар, използвайки на компютър алгоритми
Използване на нови подходи и инструменти, които дават възможност на фермерите за по добър оперативен контрол
Интегрирана, компютърна платформа, включваща: планиране; агрономство; труд; работни поръчки; закупуване; риск; складова наличност; логистиката; машини; пускане на пазара; печалба на акър.
Примери
Примери
Автоматично управление
Следене на добива
Различно скоростни машини
FieldView™
Encirca Answer Tech
Примери
Granular, Conservis

26. Основни компоненти на дигиталното земеделие
Климатични карти
Прогноза за времето
Система за събиране Климатични данни
Сензори за влага, валежи, температура
Използване на приложение за база данни за времето
Приложение за поливната систена
Система за управление на фермата
Система за оборудване на фермите
Поливна система
Напоителни възли
Система за оптимизиране на семена
Сензори по полето
Приложение за оптимизиране на семената
База данни за представянето на фермата
База данни за семената

27. Роля на симбиозата храни здраве
растения + микробиом
животни + микробиом
човек + микробиом
храни
здраве
Изследвания върху механизмите на симбиозата
( основа на биологичното земеделие )

28. Регулации в сравнителен план
I. Класическа / конвенционална/ селекция – хибридизация и мутагенез – отбор – нов сорт
Липсват:
Регулациите и таксите са поносими от всички създатели и участници
Сортовете не могат да се патентоват
II. ГМО селекция – нов чужд ген – отбор – нов сорт
Строги регулации – скъпи / 5 до 10 млн. евро за одобряване/ - поносими само от корпоративните фирми
Гените могат да се патентоват
над 98% са притежание на корпоративните фирми
III. Нови методи
Генно редактиране без чуждо намесване – индуциране на промени – отбор – нов сорт
Регулации?
Корпоративни интереси?
Микробни инокуланти /основно почвени/ - стимулират растежа и продуктивността

29. Проблемите с регулациите са демонизиращи
Той е еднакво труден и скъп за всички технологии!
Корпоративен интерес
Малките фирми и държавните институти в безизходица
Само Китай и Индия могат да си позволят лукса

30. СГЦ Съвместен Геномен Център UBI бъдещо развитие
СУ „Св. Климент Охридски“
Други инвеститори
????????
UBI
СГЦ
Крайна цел:
Пълноценна реализация на научния и бизнес потенциал

31. Приоритетни дългосрочни проекти
Проект 1: Молекулярна селекция
Цел: Да подпомогне конвенционалната селекция на пшеница и слънчоглед чрез способите на молекулярната селекция и генотипирането
Стратегически партньори: АНИП Добруджа и Биогранум
Проект 2: Налагане на биологични способи в земеделието
Цел: Да осигури приложно-научна платформа за налагане на микробиални торове и препарати за растителна защита, чрез което да се стимулират по-щадящите биологични способи. Да се изследва ефекта на тези препарати върху имунитета на растенията, физиологичните процеси и връзката с факторите на средата.
Текущо изследване с Екстрасол и Наносяра
Проект 3: Автентични български храни
Цел: Да идентифицира автентични български земеделски и хранителни продукти с високи вкусови и здравословни качества, да спомогне за анализирането на ефекта им и пазарното им налагане. Създаване на Клъстер „Автентика“ и Клуб на биологичния производител като двигатели на инициативата

32. Работни платформи на СГЦ
ПЛАТФОРМА 1:
АгриОМИКС
ПЛАТФОРМА 3:
Биологично разнообразие
Системен поглед върху биоразнообразието
Създаване на ген-банка на автентични и природни видове
Връзка биоразнообразие – стопански потенциал
ПЛАТФОРМА 2:
Храни и Здраве
АгриОМИКС: Приложение на методите на системната биология в помощ на аграрния сектор
Класическо и биологично земеделие:
Молекулярна селекция
Биологични характеристики (добив, качества и др.)
Изследване на фактори на средата
Биотичен – Абиотичен стрес
Методи за растителна защита и техният ефект
Качества и ефект на храни и биологично активни метаболити
Функционални храни
Безопасност – полезност – автентичност на храните
Вкусови и ароматни качества
Лекарствени компоненти
Създаване на референтна лаборатория за независима оценка на качеството и безопасността на храните

33. Екстрасол: състав и приложение
Съдържание на Екстрасол - три групи бактерии:
Грипа 1: Азотфиксиращи – стимулират растежа и увеличават добива
Група 2: Бактерии, които подобряват качеството, увеличават глутена, маслеността и захарността
Група 3: Бактерии, които укрепват имунитета на растенията и предпазват от болести
Приложение – универсалност:
Житни култури (пшеница, царевица, ориз)
Маслодайни и технически култури (слънчоглед, памук, картофи и др)
Зеленчуци
Лозя
Овощни градини
Пасища
Ягоди, гъби и др.
За всяка култура се ползва конкретен план за ползване – при обработка на семената, при вегетация, при съхранение на продукцията

34. Наносяра 1000 пъти по-дребни частици от микронизираната сяра
Подобрява хранителната среда на растенията
Подхранва растенията във всички фази на вегетацията
Защитава от гъбни заболявания и акари
Култури:
Всички житни, маслодайни и бобови
Плодове и зеленчуци
Овощни градини и фуражни треви

35. Резултати до момента
Контрола
Контрола
Екстрасол
Екстрасол

36. Очаквани резултати
Значително намаляване на използваните минерални торове (около 50%) и пестициди (до 70%)
Укрепване на растенията срещу суша, студ и горещини
Скъсява вегетацията с 6-10 дни, увеличава кореновата система и зелената маса до 25%
Акумулиране на азот от въздуха: 7-20 кг/дка
При пшеница:
увеличаване на добив с 15-30%
увеличаване на глутен с 2-4%
При технически култури:
увеличаване на добив с 15-25%
увеличаване на масленост с 1-3%
Посочените параметри са документирани при ползване на Екстрасол в Русия, Турция и България през последните 5 години

37. Биологично земеделие – храна за размисъл
Към 2100 год.  прехранването, преяждането а не гладът ще бъдат съществения проблем на света;
Синтетични заместители / естествено отглеждане;
Сортове растения и породи животни, които не са лакоми за земя, вода и работна ръка;
Прецизно земеделие, при което едва ли не всеки метър почва, всяко растение и всяко животно ще бъдат наблюдавани и контолирани във всеки един момент;
Чрез сателити и чипове с висока радиочестотност, автоматизирани ДНК тестове ще може да се проследява храната от полето до трапезата;
Нанотехнологиите ще съхраняват храните по-дълго време

38. Биологично земеделие – храна за размисъл
Нутригеномиката и персоналната медицина ще вървят ръка за ръка – според медицинския ви картон;
ГМО храните могат да придобият обратен ефект ако се докаже, че подтискат раковите даболявания, диабета и др.;
Мобилния ви телефон ще контолира щом решите да се поглезите с вкусни, но вредни храни;
Ще плащате по-висок данък, ако заболяването ви е в резултат на вредни храни;
Ще има специализирани магазини, ресторанти, където ще се избягва парализирането в резултат на голямия избор.

39. Вместо заключение
България не може да нахрани света...
...но може да му предложи най-качествените екологични храни !!!

40. Благодаря за вниманието!