Виктор Щедрин: Культура, о которой пойдет речь, входит в число необходимых для жизни человека - это соя. Соя не имеет себе равных как продовольственная, техническая и кормовая культура: в ее зерне содержится до 43 % белка, 22 % масла, 30 % углеводов. Как добиться высоких урожаев сои в условиях Центрального Черноземья и при этом сработать прибыльно, рассказывает Виктор Щедрин начальник научно-технического отдела Орловского представительства «Щелково Агрохим».
Виктор Щедрин,
начальник научно-технического отдела Орловского представительства «Щелково Агрохим»,
кандидат сельскохозяйственных наук
Не хлебом единым жив человек. Восточная пословица гласит: «Для жизни необходимо семь предметов: дрова, масло, соль, соя, уксус, чай и рис». Культура, о которой пойдет речь, входит в число необходимых для жизни человека - это соя. Соя не имеет себе равных как продовольственная, техническая и кормовая культура: в ее зерне содержится до 43 % белка, 22 % масла, 30 % углеводов. По валовым сборам соя на 4 месте в мире среди полевых культур после пшеницы, риса и кукурузы. Кроме того, соя обогащает почву - за счет симбиотической азотфиксации 1 га посевов сои накапливает за сезон в среднем 50-80 кг биологического азота.
Как добиться высоких урожаев сои в условиях Центрального Черноземья и при этом сработать прибыльно, рассказывает Виктор Щедрин начальник научно-технического отдела Орловского представительства «Щелково Агрохим».
Черноземье осваивает сою
В нашей стране в последние годы активно реализуются животноводческие проекты. Однако дефицит - почти 1 млн тонн! - пищевого белка, как дамоклов меч, висит над осуществлением этих проектов. Данную проблему необходимо решить как можно быстрее, чтобы обеспечить продовольственную безопасность страны. Еще совсем недавно кормовые проблемы животноводства решались за счет импорта огромных объемов соевого шрота (и объемы эти росли год от года: если в 2005 году импортировали 40 тысяч тонн, то в 2009-ом - уже 1 млн тонн!). Но в последние 7-9 лет мы наблюдаем в РФ устойчивый и динамичный рост площадей, занятых посевами сои на зерно. В 2008 году соей было засеяно 747 тыс. га, а уже в 2014 году, по данным Минсельхоза, этот показатель вырос до 1 млн 707 тыс. га. Существуют сформировавшиеся устойчивые зоны производства зерна сои в России - это Амурская область, Приморский, Краснодарский, Ставропольский края, Еврейская автономная область. Но в последнее время регионы Центрального Черноземья (Белгородская, Курская, Воронежская, Липецкая, Орловская...) активно включились в реализацию программы по развитию соеводства. Причин этому несколько, первая - это регион развитого животноводства, где требуются белковые кормовые культуры; вторая и главная - Черноземная зона является одной из самых благоприятных для возделывания сои, здесь существуют все необходимые для соеводства агроклиматические ресурсы. В 2014 году в областях ЦЧЗ площадь под соей составляла 460,1 тыс. га (!) - еще совсем недавно трудно было поверить в то, что такие объемы возможны в нашей зоне.
Среди областей ЦЧЗ по посевным площадям сои лидируют: Белгородская область (160,8 тыс. га), Курская (105 тыс. га), Воронежская (60,1 тыс. га). Валовой сбор зерна сои в ЦЧО в 2014 г. - около 600 тыс. тонн. Надо отметить, что первые результаты обнадежили соеводов, они убедились, что на эту культуру есть устойчивый спрос. Именно по этой причине сельхозпроизводители РФ в прошлом году вышли на небывалые объемы площадей под соей (1млн 700 тыс. га) и уровень валового сбора - 2,5 млн тонн зерна сои. Таких объемов производства сои в РФ никогда не было. Этот факт позволяет говорить о том, что в РФ взят решительный курс на удовлетворение внутренних потребностей в высококачественных белковых кормах с целью решения проблемы продовольственного обеспечения и дефицита пищевого белка.
Сорт - основа успеха
|
|
Таблица 1. Районированные в ЦЧЗ сорта сои |
Очевидно, что именно сорт является биологической основой технологии возделывания. На его долю приходится около 50 % прироста урожайности культуры. Более 20 сортов сои на сегодняшний день районировано в ЦЧР. Особой продуктивностью, стабильно высокой урожайностью отличаются сорта, районированные в последние пять лет, - среди них такие, как Свапа, Медея, Аннушка, ряд сортов Белгородской селекции (таб. 1).
В Курской области в ООО «Курсксемнаука» в 2012-2013 гг. проводили сортоиспытания сортов сои, в ходе которых хорошую продуктивность показали следующие сорта: Аллигатор - 27,9 ц/га, Грация - 29,6 ц/га, Лиссабон - 27,9 ц/га, Севилья - 25,7 ц/га, Капнор - 31,2 ц/га... Их показатели говорят о том, что желанная для нас цель - получать в ЦЧЗ урожаи сои не менее 25 ц/га - опирается на реальную базу в виде продуктивных сортов.
|
|
Таблица 2. Соя, сорт Свапа |
|
|
Таблица 3. Соя, сорт Аннушка |
В ООО «Дубовицкое» Орловской области на протяжении ряда лет демонстрируют устойчивые высокие показатели производства семян и товарного зерна сои. Здесь сделали ставку на сорта скороспелые и раннеспелые. Базовыми сортами здесь являются сорта Свапа и Аннушка (таб.2 и таб.3).
Полудетерминантный сорт Аннушка имеет некоторые преимущества по отношению к детерминантному сорту Свапа - у него более продолжительный период цветения, а, значит, и временной диапазон для формирования бобов, для формирования потенциала урожая. Это особенно важно в условиях частых засух. Кроме того, до 40 % бобов этого сорта формируют 4-семянные бобы, а это тоже увеличивает потенциал урожайности.
«Забудем» о чистом паре
Культуру сои в условиях Центрального Черноземья необходимо вести при соблюдении севооборота. Мы в «Дубовицком» рассматриваем размещение сои в различных севооборотах - полевых, кормовых, с высоким насыщением соей (таб.4).
|
|
Таблица4. примеры размещения сои в севоооборотах ЦЧЗ |
Соя может занимать в полевых севооборотах до 12 %, т. е. одно из восьми или девяти полей, а при высоком насыщении может занимать и до 25 %, т. е. два поля из восьми в севообороте. Если говорить о паре, то хочу подчеркнуть, что имеется в виду занятой пар, а о чистом паре в настоящее время грамотные агрономы уже забыли. Мало того, что он неэкономичен, чистый пар - наиболее опасный в отношении эрозии почв вид угодий, поэтому в районах достаточного и неустойчивого увлажнения следует вводить занятые пары.
Основная (осенняя) обработка черноземных почв в ЦЧР под сою проводится в зависимости от сроков уборки предшественника по типу полупара, улучшенной зяби или обычной зяби. В зависимости от того, какой технологии подготовки почвы придерживается хозяйство, можно, осуществив лущение стерни, через две недели произвести либо вспашку с оборотом пласта (классическая технология), либо глубокое рыхление (в «Дубовицком» предпочитают последнее). Глубокое рыхление почвы обеспечит и удаление подплужной подошвы, образовавшейся от предыдущих вспашек, и заделку растительных остатков в верхний слой почвы.
Соя требовательна к элементам питания
Для гарантированного формирования высокого урожая соя нуждается в соответствующих макроэлементах (таб. 5 и 6).
|
|
Таблица 5. Потребность в минеральном питании на урожай сои 25 ц/га |
|
|
Таблица 6. Продолжение |
Следует учитывать уникальную способность сои до 2/3 потребности в азоте удовлетворять самостоятельно - работа азотфиксирующей системы обеспечивается при условии грамотного выполнения приема предпосевной инокуляции семян. В таком случае резко снижаются затраты на использование азотных удобрений.
Хотелось бы подчеркнуть, что балансовый метод определения потребности растений в элементах питания является основой - но при использовании системы CVS (системы управления вегетацией растений) его можно корректировать. Согласно CVS, следует вносить не более 2/3 расчетных норм удобрений, а остальную часть питания растение получает за счет интенсификации метаболизма и листовых подкормок. Система CVS вооружила нас средствами управления вегетацией растений - путем активного применения комплексных микроудобрений и биостимуляторов (таб.7).
Культуру сои - в силу нашей ставки на активную работу симбиотической азотфиксирующей системы - следует размещать на почвах, состояние которых благоприятствует работе этой системы. Ограничителем азотфиксации является кислотность почвы. А в некоторых регионах доля площадей, нуждающихся в раскислении, составляет 50-60 %! Поэтому обязательно следует добиться, чтобы кислотность не превышала 5,5 ед. шкалы рН. На кислых почвах проводят известкование - под предшествующую сое культуру или осенью перед лущением стерни с последующей запашкой непосредственно под сою, норма извести - 5-8 т/га.
|
|
Таблица 7. Система минерального питания |
Более целесообразно вносить дробные, в пределах 3,5-4 т/га, нормы извести через три-четыре года в паровом поле, идущем под озимые зерновые (предшественник сои). В этом случае обеспечивается оптимальный эффект стимуляции микрофлоры при стабильной экологической ситуации в агробиоценозе. Подчеркну, что к черноземам надо относиться бережно: с одной стороны раскислять почвы обязательно, но - кальциесодержащими материалами нужно пользоваться умело, т. е. вносить половинными нормами.
Позаботьтесь о семенах
В ООО «Дубовицкое» предпосевная обработка почвы под сою - с формированием плотного посевного ложа, уничтожением всходов сорняков, созданием над влажным ложем рыхлого мульчслоя за один проход - выполняется компактором Lemken, либо его аналогом Swifter. Когда почва подготовлена таким образом, то есть гарантия, что семена лягут на плотное ровное увлажненное ложе, а это обеспечит появление однофазовых проростков сои, что чрезвычайно важно в технологии возделывания сои.
Умелая, содержательная, ответственная работа с семенами является залогом успешного ведения культуры сои. Специалисты обязательно должны владеть такими данными, как фактическая всхожесть приобретенной партии семян. Рассчитать ее можно, зная лабораторную всхожесть, чистоту семян. Обязательно надо воспользоваться рекомендациями селекционера данного сорта: например, по параметрам густоты. Этот элемент технологии строго обязателен. От того, как грамотно вы выполните необходимые расчеты на этой стадии, зависит исход - или ваша работа с семенами станет надежной основой высокого урожая, или, действуя на авось, вы обречете урожай на минимальные показатели.
|
|
Таблица 8. Расчет нормы высева семян сои ООО «Дубовицкое», 2014 г. |
Каждому агроному известно, что для раскрытия потенциала культуры необходимо оптимизировать условия ее произрастания на каждом этапе развития. Это означает, что нам необходимо добиться обеспечения четырех факторов: оптимальной густоты посевов; оптимального питания; чистоты посевов; защиты их от болезней и вредителей (таб.8).
В ООО «Дубовицкое» имеется современный мощный протравочный комплекс, который позволяет решать задачи по качественной своевременной предпосевной подготовке семян. В ассортименте «Щелково Агрохим» для работы с культурой сои зарегистрированы два фунгицидных протравителя - Скарлет и Бенефис. Существуют две возможные схемы их применения: первая предполагает заблаговременную обработку (за 5-15 дней до посева на протравливателе ПС-10 обработка протравителем Скарлет, норма препарата 0,4 л/т семян, норма расхода рабочего раствора - 5-6 л/т, или Бенефис - 0,6-0,8 л/т, норма расхода рабочего раствора - до 10 л/т), вторая - непосредственно перед посевом (при комплексном инкрустировании семян).
Оба названных протравителя высокоэффективны в отношении возбудителей фузариозной корневой гнили - в условиях поверхностной обработки почвы, которая в последние годы стала доминировать на наших полях, полуразложившаяся растительная масса достаточно долго находится в верхнем посевном слое, что создает благоприятные условия для развития упомянутых болезней. Применение щелковских протравителей гарантирует предохранение семян от возможного заражения.
Спасительный инокулянт
На сегодняшний день «Щелково Агрохим» является одной из редких компаний, выпускающих не только собственный инокулянт семян (микробиологическое удобрение Ризоформ), а также стабилизатор-прилипатель «Статик». Возможны три варианта использования жидкого инокулянта: 1) инокуляция непосредственно в день посева; 2) заблаговременная (с прилипателем) инокуляция за 5-15 (до 21 дня) до посева; 3) прямая инокуляция в борозду (при посеве).
Из трех возможных схем применения инокулянта Ризоформ мы считаем предпочтительным инокуляцию в день посева, так как это обеспечивает предельную адресность препарата. На опытах в ООО «Курсксемнаука» мы рассматривали эффективность инокуляции в зависимости от способа применения: в случае, когда смесь инокулянт Ризоформ + прилипатель «Статик» имела экспозицию 6 суток (заблаговременный способ) доля растений с клубеньками в различные фазы развития составляла 35-80 %, а в случае использования инокулянта непосредственно перед посевом показатели формирования клубеньков были более высокие и стабильные (90-100 %).
В прошлом сезоне в ООО «Дубовицкое» мы выполнили три серии экспериментальных работ. В первой серии мы выясняли, какой из способов предпосевной обработки семян (раздельное или комплексное нанесение протравителей и инокулянтов) является наиболее эффективным, и установили, что все варианты применения показали примерно одинаковый эффект - урожайность колебалась в пределах 15-15,5 ц/га, при этом самый высокий показатель урожайности (15,55 ц/га) показал вариант заблаговременной и комплексной предпосевной обработки семян - смесью фунгицидного протравителя Бенефис и инокулянта Ризоформ с прилипателем «Статик».
Во второй серии экспериментальных работ мы испытывали результат применения тех же компонентов предпосевной обработки в комплексе с Биостим Старт (1 л/т) непосредственно перед севом - этот вариант показал увеличение урожайности примерно на 1,5 ц/га.
В третьей серии эксперимента мы прибавили к предпосевной обработке листовые обработки - комплексными микроудобрениями и биостимуляторами. Лучшие результаты показала схема, при которой комплексная предпосевная обработка осуществлялась смесью Бенефис 0,8 л/т + Биостим Старт 1,0 л/т + Ризоформ 2,0 л/т + Статик 0,85 л/т, при этом в течение сезона были проведены две листовые обработки - первая в фазу 4 листа Интермаг Профи Стручковые и Бобовые (1 л/га), вторая в фазу цветения Биостим Масличный (1л/га). Также заслуживает внимания вариант, где наряду с Интермаг Профи Стручковые и бобовые использовался Ультрамаг Бор (1 л/га).
Ключевую роль в формировании гарантированной высокой урожайности играет выбор нормы высева семян.
Выбор той или иной схемы определяется целым рядом факторов: и сортом, и типом почвы, и даже учитывается уровень обеспеченности той или иной техникой.
Важно правильно выбрать сроки сева. Сев сои начинают при устойчивом достижении температуры посевного слоя 12-140 С (в Орловской области - это обычно первая декада мая). Раннеспелые сорта следует высевать позднее среднеспелых, когда почва прогреется до 16-190 С.
Не праздный вопрос - глубина заделки семян. Оптимальная глубина заделки семян - в зависимости от увлажнения посевного слоя - от 3-4 до 4-5 см: если влаги достаточно, выбираем нижние показатели глубины, при недостатке влаги возможно заглубление до 5 см, но недопустимо сеять и слишком мелко - так как, попав в необеспеченный влагой посевной слой, семена могут не взойти, всходы будут изреженные, разнофазовые, кроме того, если семена прошли инокуляцию, то бактерии в контакте со светом погибнут (но недопустима и слишком глубокая заделка семян - на глубину более 7-8 см).
Защита сои от сорняков и вредителей
Трансгенные растения защищены от сорняков и вредителей, но мы выращиваем сорта сои, которые получают традиционным методом селекции. Поэтому с точки зрения защиты растений эта культура требует первоочередного внимания. Культура сои неконкурентна с сорняками в первые фазы развития, поэтому нельзя недооценивать роль эффективной борьбы с сорной растительностью на этом этапе. Принципиальное значение имеет учет сорной растительности и фазового состояния сорняков и культуры. Лучшими сроками для эффективной работы гербицидов на сое в период вегетации является фаза 1-3 настоящих тройчатых листьев. В период вегетации гербициды на сое применяют при достижении порога вредоносности: 3-4 шт./ м2 злаковых и 1-2 шт./м2 - двудольных сорняков
Основные
условия эффективного применения гербицидов на сое следующие:
подбор препаратов - соответственно видовому составу сорняков и степени их
распространения; строгое соблюдение рекомендованных норм, сроков и способов
внесения; достижение наиболее равномерного внесения рабочего раствора;
учет фазы роста сорняков (всходы) и сои (1 лист - ветвление);
внесение гербицидов при устойчивой сухой погоде в ночные или ранние утренние
часы при отсутствии ветра.
Часто приходится сталкиваться с тем, что специалисты либо торопятся, либо опаздывают с применением гербицидов. Если они поспешат и работают до появления 1-3 настоящих тройчатых листьев - например, в фазу примордиальных листьев, которые в полной мере не обеспечивают автотрофное питание растений, то в случае жесткого воздействия гербицидов можно не дождаться восстановления растений.
Компания «Щелково Агрохим» зарегистрировала на сое довсходовый и послевсходовый гербицид Зонтран для борьбы с однолетними двудольными и злаковыми сорняками, который можно вносить в почву до всходов культуры и таким образом в течение месяца контролировать сорную растительность. Норма применения составляет 0,6-1,2 л/га.
|
|
Таблица 9. Концепт, МД - новый стандарт для современного возделывания сои |
В 2013 году в ООО «Дубовицкое» мы проводили испытание эффективности на сое послевсходового гербицида Концепт. Через две недели после обработки биологическая эффективность против большинства сорняков (осот, ширица, горец, пастушья сумка...) составляла 100 %. Таким образом, гербицид Концепт показывает высокую эффективность при грамотном использовании, позволяет очистить посевы сои от сорняков. Одно замечание: считаю, что рекомендуемая максимальная норма применения 1,0 л/га является избыточной, практика показывает, что при соблюдении условий внесения норма 0,8-0,85 л/га будет не только достаточной, но и высокоэффективной, и при этом снижается токсичность препарата. Способ применения - опрыскивание посевов в ранние фазы развития сорняков (1-3 настоящих листа) и в фазу 1-3 настоящих листьев культуры (таб.9).
|
|
Таблица 10. Урожайность и технологические качества зерна сои, сорт Свапа, ООО «Дубовицкое», 28.09.2013г. |
Также в ООО «Дубовицкое» мы исследовали результативность применения гербицидов, влияние этого фактора защиты на урожайность сои. Результаты представлены в таблице, из которой видно, что Концепт обеспечивает урожайность почти 20 ц/га. Выше результат с применением смеси Базагран + Форвард + Залп - свыше 21 ц/га, но затраты в этом случае неизмеримо большие, чем с гербицидом Концепт (таб.10).
Посевы сои могут повреждать около 50 видов различных вредителей, поражающих всходы, листья, стебли, бобы и семена в соответствующие фазы формирования этих органов растений. Наибольший вред посевам сои в ЦЧР наносят акациевая огневка, паутинный клещ, соевая плодожорка, люцерновая и хлопковая совки.
Для предупреждения возможной вредоносности располагаем инсектицидом Кинфос (спектр вредителей: луговой мотылек, соевая плодожорка, паутинный клещ, норма расхода соответственно 0,3 л/га - 0,3 л/га 0,25-0,4 л/га).
Высока устойчивость сои к ряду грибных и бактериальных патогенов, и для ее защиты от вредных микроорганизмов обычно достаточно предпосевного протравливания семян (затраты на проведение химических обработок посевов сои гораздо меньше - в 2,5-3 раза, чем зерновых культур и сахарной свеклы). Таким образом, защита сои от болезней осуществляется путем применения продуктов «Щелково Агрохим» - Скарлет и Бенефис.
Возможные болезни листостебельного аппарата способен контролировать фунгицид Беназол.
Финальный этап технологии
Ускорить созревание сои и снизить уборочную влажность семян можно только с помощью химических препаратов. Десикация на 7-10 дней ускоряет созревание, подсушивает сорняки и облегчает уборку. Десикацию проводят при побурении бобов нижнего и среднего яруса (при влажности бобов не более 30 %). Для этих целей применяют Спрут Экстра (54 %) в норме 1,3-1,8 л/га, норма расхода рабочего раствора 100-200 л/га.
Существует целый ряд требований к качеству уборки: так, высота среза растения не должна превышать 7-8 см (ряд сортов формирует урожай непосредственно над поверхностью почвы); потери зерна не должны быть более 2-3 %, а дробление зерна - более 3 %; наличие сорных примесей и почвы в семенах не должно составлять более 4-5 %. Существенное замечание о скорости движения комбайна - она не должна превышать 4-5 км/час.
Замечу, что семеноводческие посевы сои убирают первоочередно - при влажности 14-15 %.
В связи с большим содержанием белка и жира, а также повышенной гигроскопичностью семян, соя при неблагоприятных условиях (наличие органических примесей, повышенная влажность) быстро портится. Увлаженные и засоренные семена необходимо немедленно очистить и подсушить. ООО «Дубовицкое» оснащено необходимым оборудованием и на протяжении многих лет обеспечивает качественную очистку и сушку семенного материала.
Послеуборочную очистку семян здесь осуществляют машинами «Петкус-Гигант» К-531, СМ-4, МС-4,5 после их соответствующего переоборудования, ЗАВ-40, ЗАВ-20. Влажное зерно обрабатывают на зерноочистительно-сушильных комплексах КЗШ-2, КЗС-40 с шахтными зерносушилками и приставками. При влажности семян свыше 17 % необходима тепловая сушка. Влажное зерно обрабатывают на зерноочистительно-сушильных комплексах КЗШ-2, КЗС-40 с шахтными зерносушилками и приставками СП-10.
Семенной материал необходимо грамотно хранить, так как при неправильном хранении семена могут потерять всхожесть.
Семена с влажностью не более 14 % хранят в чистых, продезинфицированных, сухих и проветриваемых помещениях. При влажности 14 % семена сохраняют всхожесть в течение года, при 12 % - 2 года, а при влажности 15-16 % к весне такие семена теряют всхожесть.
Оптимальная влажность воздуха в помещениях, где хранится соя, должна быть 65-75 %. Сухие семена можно хранить насыпью или в мешках, уложенных в штабеля, высота которых 1,5-2,5 м (6-8 мешков).
Соя - культура прибыльная
Соя является одной из самых высокодоходных культур. Соя по доходности с гектара при сложившихся стабильных ценах на соевое зерно нередко превышает подсолнечник и близка к сахарной свекле.
Себестоимость производства семян сои в ООО «Дубовицкое» в 2014 году составила в расчете на гектар около 16 тысяч рублей.Если учесть, что цена на семена сои доходит до 35 тысяч рублей за тонну, то нетрудно понять, насколько высокодоходна эта культура.
«Аргумент защиты»
15.06.2015 0Мы часто воспринимаем науку как мир точных формул и гениальных мужчин, которые совершают великие открытия. Но стоило мне заглянуть в биологическую лабораторию «Щёлково Агрохим», и эта картинка рассыпалась.
Не менее великими задачами здесь занимаются умные, тонкие, обаятельные женщины. Именно они ставят эксперименты, исследуют новые молекулы и ищут лекарства от болезней растений. Давайте заглянем в разные подразделения лаборатории и познакомимся с теми, кто здесь работает!
Научно-исследовательскую работу в «Щёлково Агрохим» возглавляет директор по науке, к. х. н. Елена Желтова. По словам руководителя, с первых дней создания в 1998 году научный центр «Щелково Агрохим» выбрал путь поиска новых подходов в разработке средств защиты растений и успешно развивается в этом направлении, подтверждая свои нетрадиционные подходы в создании новых препаратов не только получением патентов на изобретения, которых уже более 120, не только признанием международного сообщества: «Щелково Агрохим» является номинантом международной премии IHS Markit's Crop Science Awards, называемой сельскохозяйственным Оскаром, но и, что неизмеримо важнее, практическим подтверждением правильности научных разработок выбором, которые сделали потребители продукции компании.
Задачи, поставленные перед научным центром, многогранны, главная из которых – создание новых препаратов.
Елена Желтова - директор по науке, к. х. н.: «При создании ХСЗР важно не только выбрать наиболее эффективные для решения конкретной задачи действующие вещества, не только найти их синергетическое соотношение. Не менее важно обеспечить их максимально результативную доставку к целевому объекту, то есть выбрать препаративную форму. Именно решение этой триединой задачи и обеспечивает создание нового эффективного препарата».
Значимой частью научного центра «Щёлково Агрохим» стала биологическая лаборатория, которая была создана около 20 лет назад. По словам руководителя лаборатории, к. б. н. Киры Божко, главная задача её сотрудников – сравнительные испытания, отбор действующих веществ и новых препаративных форм с целью совершенствования линейки средств защиты растений.
По словам руководителя биологической лаборатории «Щёлково Агрохим», к. б. н. Киры Божко, лаборатория была создана в 2007 году для проведения гербицидного и фунгицидного скрининга – выполнения работ по сравнительным испытаниям и отбору действующих веществ, новых и старых препаративных форм с целью совершенствования линейки средств защиты растений.
Царство грибов
В одной из лабораторий, которые мы намерены посетить, царствуют коллекции фитопатогенных грибов. Оглядываюсь: на столах пипетки, чашки Петри, боксы с растениями – просо, цветущий рапс, сахарная свёкла. Нас встречают научные сотрудники отдела биологических исследований Александра Скачкова и Марина Башкатова.
«Наша лаборатория участвует в первых этапах скрининга и отбора действующих веществ, отвечает за их оценку и отбор готовых препаратов. Химики разрабатывают и передают нам на испытания массу новых комбинаций веществ и препаративных форм, что предполагает очень большое количество опытов, в том числе с растениями», – рассказывает Александра Скачкова.
«В представленной коллекции собрано более 200 фитопатогенных грибов, – продолжает она. – Объектом исследования являются грибы и некоторые другие возбудители заболеваний. Наши задачи – быстро проверить образцы, отсеять бесперспективное и выделить то, что заслуживает детального изучения. Как правило, сначала мы выращиваем гриб, который для этой цели пересеваем на питательные среды (чашки Петри с агаром). Это может быть Fusarium, Botrytis, Rhizoctonia, Phytophthora, Colletotrichum и другие».
Ещё одно направление работы – анализ образцов растений методом влажных камер. Метод идеально подходит для искусственного заражения растений заболеваниями в контролируемых условиях для последующей оценки эффективности защиты от инфекции.
«На поверхность листа наносится капля суспензии спор и через определённое время фиксируется результат. К примеру, нут чаще всего поражается грибными болезнями – это фузариозное увядание, аскохитоз, серая гниль. Для сахарной свёклы актуальны как листовые болезни – церкоспороз, мучнистая роса, так и корневые гнили – кагатная гниль, фузариоз».
На вопрос, не скучная ли это работа, Александра смеётся: «Что вы! Каждый новый день не похож на предыдущий. При этом у нас даже хватает времени на хобби. Я – микробиолог по образованию, но всегда увлекалась жуками. Теперь мы не только выращиваем грибы и растения, но и ведём коллекцию насекомых. Смотрите, здесь у нас мучной хрущак и жук зофобас. Это кормовые насекомые, у которых несложный цикл размножения. Мы изучаем их биологию и отрабатываем методику. А вот здесь живут богомол и палочники…».
Александра Скачкова, научный сотрудник отдела биологических исследований: «Наши задачи – быстро проверить образцы, отсеять бесперспективное и выделить то, что заслуживает детального изучения. Как правило, сначала мы выращиваем гриб, который для этой цели пересеваем на питательные среды»
Скрининг и предпосевной анализ
Научный сотрудник группы фитоэкспертизы и молекулярных методов диагностики Марина Башкатова отвечает за создание и систематизацию коллекции, насчитывающей около 200 штаммов микроорганизмов. «Деятельность нашего подразделения сосредоточена на комплексной диагностике инфекционных заболеваний растений и мониторинге фитопатогенной нагрузки. Спектр поступающего материала включает как семенной материал, так и образцы вегетативных органов растений», – говорит она.
Основная задача – выделение чистой культуры возбудителя из исследуемого субстрата с его последующей идентификацией. В данном процессе: посев на питательные среды, выделение изолированных колоний, пересев для накопления биомассы и подтверждение видовой принадлежности патогена (при необходимости), с помощью молекулярно-генетических методов. Цикл работ характеризуется высокой трудоёмкостью (в одной чашке может быть до 10 различных патогенов) и продолжительностью, что обусловлено необходимостью соблюдения временных параметров роста микроорганизмов.
«По запросу клиентов перед сезоном мы проводим целевые исследования для оценки общей фитосанитарной обстановки в хранилище или на поле, – продолжает Марина. – К примеру, в конце февраля к нам обратились производители картофеля за фитопатологической экспертизой семян и выявлением клубневых инфекций. К нам регулярно обращаются клиенты с просьбой провести фитоэкспертизу семян зерновых. Это крайне разумные мероприятия, которые можно только приветствовать. Данные фитоэкспертизы позволяют спрогнозировать вероятность заболеваний на ранних этапах развития культуры (корневые гнили, плесневение семян, «чёрная ножка») и подобрать наиболее эффективный фунгицидный протравитель, чтобы подготовиться к конкретным угрозам, а не действовать вслепую».
Лаборатория также оказывает консультационную поддержку в области химической защиты. «Например, недавно проводились исследования листового аппарата растений манго и кофейного дерева (Coffea arabica), привезённых к нам с Африканского континента. Цель работы – идентификация видового состава фитопатогенов для последующей разработки научно обоснованных рекомендаций по применению фунгицидов с учётом биологии выявленного патогена», – поясняет наша собеседница.
Марина Башкатова, научный сотрудник группы фитоэкспертизы и молекулярных методов диагностики: «Мы занимаемся вопросами сельскохозяйственной фитопатологии. Штаммы из нашей коллекции используются в качестве эталонных образцов при проведении фитоэкспертизы, постановке ПЦР-диагностики или тестировании эффективности фунгицидов»
Сравнить геном
От коллекций грибов и насекомых переходим в лабораторию молекулярных методов анализа. Работа сотрудников этой лаборатории базируется на комплексе современных методов молекулярной биологии, микологии и фитопатологии. Ключевая задача специалистов – оценка фитосанитарного состояния посевного материала и вегетирующих растений для выявления инфекционного начала, прогнозирования развития заболеваний, контроля качества семенного фонда. Немаловажный момент – поиск ответов на вопросы клиентов об эффективности того или иного препарата.
«Фитоэкспертиза семян классическими методами существует очень давно. Эти методы широко применяли ещё в Советском Союзе, – говорит ведущий научный сотрудник, к. б. н. Наталья Аршава. – Классические методы исследования рассчитаны на идентификацию патогена при помощи морфологического анализа: определяется внешний вид конидий, их развитие, цвет мицелия, характерные симптомы на листьях. Чтобы установить, чем болеют растения, необходимо сначала вырастить грибы, которые могут присутствовать на поверхности семени, довести их до стадии спороношения и только затем по конидиям определить вид инфекции. Это предполагает большие затраты времени».
Молекулярные методы произвели революцию в диагностике, так как они позволяют заглянуть внутрь клетки и прочитать генетический код патогена, не дожидаясь, пока он вырастет на питательной среде и сформирует характерные конидии.
«Мы изучаем исключительно геном, – поясняет Наталья Аршава. – Вся информация о клетке содержится в ДНК (если это не вирус). После выделения ДНК патогена из тканей растения или спор грибов, присутствующих на поверхности или внутри семени, проводятся дальнейшие исследования».
Точная диагностика
Основным методом идентификации здесь выступает полимеразная цепная реакция (ПЦР). С помощью специфичных праймеров учёные амплифицируют уникальные участки ДНК/РНК, характерные для тех или иных вредных объектов. Ключевую роль в этом процессе играет высокоточное лабораторное оборудование, в первую очередь детектирующий амплификатор. Этот прибор позволяет не только делать копии генетического материала, но и в режиме реального времени определять количество продуктов реакции по флуоресценции без необходимости электрофореза.
Использование глобальных научных ресурсов (базы данных National Center for Biotechnology Information) позволяет сравнить полученную последовательность нуклеотидов с миллионами других последовательностей, депонированных в GenBank, и получить максимально точный результат.
Таким образом, возможности молекулярно-генетического анализа (ПЦР и секвенирования) на современном лабораторном оборудовании позволяют точно спрогнозировать развитие заболеваний и рекомендовать эффективные меры защиты, а также решать спорные вопросы.
Выход в практику
«Наша работа очень творческая. Никогда не знаешь, какие вопросы возникнут у клиента, – улыбается Наталья Аршава. – Скажем, в одном большом специализированном овощехранилище, несмотря на регулируемый микроклимат и правильную температуру хранения, морковь теряет товарный вид. Клиент полагает, что это склеротиниоз. Мы выполняем анализы и видим, что это оомицет, который достаточно редко встречается на практике, но при хранении овощных культур способен уничтожить до 50% урожая. Данный патоген имеет другую физиологию, и здесь требуется совершенно иная система защиты. Даём соответствующие рекомендации. Своевременное обращение за профессиональной консультацией помогло клиенту спасти урожай!»
Ещё один пример – пшеничное поле, на котором агроном отмечает хлороз и пятнистости. «При этом три фунгицидные обработки не помогают решить вопрос. Мы проводим анализ образцов и обнаруживаем сильнейший бактериоз. Конечно, фунгициды здесь не сработают!» – восклицает Наталья Аршава.
«Какой правильный алгоритм действия, если на поле обнаружена проблема?» – спрашиваю Наталью Викторовну. И получаю исчерпывающий ответ: «Обращаться к специалистам! На постоянной основе поддерживать взаимосвязь с наукой. Когда мы знаем историю полей, можем легко понять, присутствие какого патогена наиболее вероятно, какие могут быть риски, это случайность или система. Второй момент – использовать качественные семена. Зачастую хозяйство пользуется собственными семенами, и на анализ к нам поступает посевной материал очень низкого качества, в котором присутствует целый комплекс различных патогенов. Чего ждать от таких семян? Лучше доверять надёжным источникам. Качество посевного материала компании «Щёлково Агрохим» базируется на концепции сильных семян и полном цикле индустриального производства – от селекции до высокотехнологичной подработки».
Наталья Аршава, ведущий научный сотрудник, к. б. н.: «До того как прийти в научный центр «Щёлково Агрохим», я 10 лет занималась задачами фундаментальной науки и работала в медицине. По сравнению с другими отраслями науки большое преимущество центра состоит в том, что мы обладаем хорошей ресурсной базой и можем проводить сложные анализы быстро и качественно, не полагаясь на сторонние организации»
Собрать пазл
В секторе биотехнологии нас встречает Галия Вильданова, научный сотрудник отдела биологических исследований: «Мы занимаемся разработкой и исследованием препаратов на основе живых бактерий, – рассказывает она. – Сразу оговорюсь: эти штаммы выделены из почвы и растений. Они не патогенны для человека и животных. На создание микробиологического препарата уходит не менее трёх лет. Если в лаборатории провести эксперимент можно относительно быстро, то на полевые испытания потребуется не меньше двух лет».
Такие высокоэффективные биологические препараты, как БИОКОМПОЗИТ ДЕСТРУКТ, АЗАФОК, родились именно в этой лаборатории. Некоторые продукты представляют собой консорциум штаммов нескольких видов хозяйственно-ценных бактерий с общим титром не менее 1 млрд живых клеток на 1 мл. БИОКОМПОЗИТ-ДЕСТРУКТ – микробиологический препарат для ускоренного разложения соломы и пожнивных остатков, а жидкое микробиологическое удобрение АЗАФОК представляет собой микробный консорциум, включающий три вида спорообразующих бактерий.
«Биотехнологическая лаборатория не первый год работает над поиском новых микроорганизмов для создания биопрепаратов. Несмотря на наличие обширной официально зарегистрированной коллекции микроорганизмов, не все они соответствуют нашим потребностям, – поясняет Галия Вильданова. – Например, нам требуется микроорганизм, обладающий полифункциональной активностью и сочетающий в себе два ценных признака: способность продуцировать фитогормоны и одновременно подавлять рост фитопатогенных грибов. И тогда начинается направленный поиск».
Другой блок вопросов, которым занимается группа, – увеличение срока годности биопрепаратов. «В отличие от химических препаратов, живые микроорганизмы подвержены старению, инактивации, гибели под воздействием факторов окружающей среды. Сохранение жизнеспособности и функциональной активности таких препаратов – важная задача», – поясняет наша собеседница.
Галия Вильданова, научный сотрудник отдела биологических исследований: «Я выросла в Башкирии и с детства интересовалась микроорганизмами, поэтому и выбрала в университете кафедру биотехнологии. У нас была отлично оснащённая лаборатория: автоматические дозаторы, ламинарные боксы… Наши преподаватели дали нам хорошую базу»
Молодым – дорога
Знакомлюсь с другими молодыми сотрудниками лаборатории биологических исследований, среди них и Надежда Балаева, которая пришла на «Щёлково Агрохим» в 2018 году после окончания Тимирязевской академии.
«Помимо научно-исследовательской работы, мы выполняем и стандартные задачи, – рассказывает Надежда. – На постоянной основе в лаборатории проводятся исследования по определению сортовой чувствительности растений, изучаются последействие, фитотоксичность, эффективность действия гербицидов. Из последних интересных препаратов можно назвать гербицид ДЕПРИМО, МД*; сейчас он находится на регистрации. По нему было выполнено множество исследований, в том числе изучение эффективности действия на различных моделях. Выполнено полноценное исследование по борьбе с падалицей подсолнечника. Определялась эффективность его действия на просовидных сорняках».
В новом лабораторном корпусе сотрудники проводят исследования современных препаратов для растениеводства, в том числе на суперсовременном фитотроне, что выводит работу по изучению гербицидов, фунгицидов, удобрений и росторегуляторов на новый уровень. Ускоренное получение тест-растений для испытаний позволяет увеличить количество экспериментов. Возможность задавать разные параметры климата показывает чувствительность культур к обработкам при разных погодных условиях. Новые климатические камеры, полноценный свет и широкие возможности варьирования систем питания и защиты растений помогают быстрее раскрыть потенциал сорта и в разы ускорить селекцию новых сортов и гибридов.
Рабочий день подходит к концу. Прощаюсь с гостеприимными хозяевами – пора и честь знать. Конечно, я побывала не везде. За один визит невозможно охватить весь спектр вопросов, которыми занимаются в научном центре. К примеру, недавно отстроена новая теплица, открывающая самые широкие возможности для экспериментов; заработали новые камеры искусственного климата, где учёные и селекционеры могут моделировать абсолютно любые условия освещённости, влажности и питания растений. Здесь тоже очень интересно! Кстати, если вы случайно окажетесь на заводе, обязательно загляните в научный центр, хотя бы для того, чтобы просто увидеть в микроскоп удивительный микромир. Там внутри – сложная и хрупкая вселенная жизни, которую держит в своих руках именно женщина.
Надежда Балаева – сотрудник отдела биологических исследований: «У нас ценят молодых коллег, относятся к ним максимально бережно, способствуют их росту. Так, после нескольких лет работы я решила поступать в аспирантуру ГБС РАН по новой для меня теме. Моё руководство полностью поддержало это решение. Для меня это очень важно».
Татьяна Коробейникова – один из самых опытных научных сотрудников группы исследований гербицидов и росторегуляторов. До прихода в «Щёлково Агрохим» долгие годы занималась семеноводством различных сельхозкультур. Хорошо, когда в молодом научном коллективе есть такие мудрые наставники!
«Щёлково Агрохим» гордится своими достижениями, но наше главное богатство – это коллектив сотрудников-единомышленников, неравнодушных, творческих, нацеленных на решение общих задач. И то, что специалисты различного профиля – химики, биологи, микробиологи, аналитики, агрономы, специалисты по регистрации – нацелены на решение общей задачи, помогает в достижении цели», - Елена Желтова.
* Препарат находится на регистрации.