Prospects for the cultivation of grain sorghum (Sorghum bicolor L. Moench) in the arid region of the Kazakh Aral Sea region: Literature review

Abstract

The purpose of the present study was to substantiate effective breeding and agronomic solutions for improving the resistance of sorghum to climatic stresses in the conditions of the Aral Sea region. Based on an analysis of literature sources, the study showed that the agricultural sector of the Kyzylorda region of the Republic of Kazakhstan faces a persistent water shortage caused by both natural and anthropogenic factors. A considerable reduction in water inflows to the lower reaches of the Syr Darya, degradation of irrigation infrastructure, and deterioration of water quality create conditions under which conventional water-intensive crops such as rice become economically and environmentally unviable. A review of sources confirmed that, along with technical measures such as the introduction of water-saving technologies, the transition to more drought-resistant crops, including sorghum, is becoming increasingly significant. Sorghum was demonstrated to have unique physiological adaptations to water and heat stress due to its morphological and anatomical characteristics, growth phases, and ability to retain green mass. In the Aral Sea region, this crop is considered a key element in the strategy for adapting crop production to changing climatic conditions. Furthermore, sorghum has a wide range of applications, from food and feed to bioenergy, which highlights its agro-economic value. The literature review also noted growing interest in the genetic and breeding potential of sorghum: international gene banks hold more than 42,000 samples, including unique genotypes from Africa and Asia, which opens prospects for the creation of sustainable and high-yielding varieties. Thus, the findings of the literature review confirmed the pronounced adaptability of sorghum to the conditions of the Aral Sea region, its strategic significance in conditions of water stress, and the relevance of further breeding and agronomic developments aimed at its widespread introduction into the region's agriculture.

Метою цього дослідження було обґрунтування ефективних селекційних та агрономічних рішень для підвищення стійкості сорго до кліматичних стресів в умовах Приаралья. На основі аналізу літературних джерел дослідження показало, що сільськогосподарський сектор Кизилординської області Республіки Казахстан стикається з постійним дефіцитом води, спричиненим як природними, так і антропогенними факторами. Значне скорочення надходження води в пониззя Сирдар'ї, деградація іригаційної інфраструктури та погіршення якості води створюють умови, за яких традиційні водоємні культури, такі як рис, стають економічно та екологічно нежиттєздатними. Огляд джерел підтвердив, що поряд з технічними заходами, такими як впровадження водозберігаючих технологій, перехід до більш посухостійких культур, включаючи сорго, набуває все більшого значення. Було продемонстровано, що сорго має унікальні фізіологічні адаптації до водного та теплового стресу завдяки своїм морфологічним та анатомічним характеристикам, фазам росту та здатності утримувати зелену масу. У Приаральї ця культура вважається ключовим елементом стратегії адаптації виробництва сільськогосподарських культур до змін кліматичних умов. Крім того, сорго має широкий спектр застосування, від продуктів харчування та кормів до біоенергетики, що підкреслює його агроекономічну цінність. В огляді літератури також відзначається зростаючий інтерес до генетичного та селекційного потенціалу сорго: міжнародні банки генів зберігають понад 42,000 зразків, включаючи унікальні генотипи з Африки та Азії, що відкриває перспективи для створення стійких та високоврожайних сортів. Таким чином, результати огляду літератури підтвердили виражену адаптивність сорго до умов регіону Аральського моря, його стратегічне значення в умовах водного стресу та актуальність подальших селекційних та агрономічних розробок, спрямованих на його широке впровадження в сільське господарство регіону.