Александр Малинников: По данным РАН, составленным за последние 5 лет, от того «пирога», что выращивают российские аграрии, людям достается лишь половина - остальное забирают наши «конкуренты»: насекомые-вредители, болезни и сорняки. Задача агронома по защите растений состоит в том, чтобы пирог достался нам целиком.
Ресурсосберегающие и влагосберегающие технологии в условиях Зауралья
Александр Малинников,
заместитель главы Тюменского представительства «Щелково Агрохим» по Курганской области
По данным РАН, составленным за последние 5 лет, от того «пирога», что выращивают российские аграрии, людям достается лишь половина - остальное забирают наши «конкуренты»: насекомые-вредители, болезни и сорняки. Задача агронома по защите растений состоит в том, чтобы пирог достался нам целиком.
Положение Курганской области в глубине континента определяет континентальный климат с недостаточным увлажнением и периодическими засухами. Ввиду того, что обеспеченность осадками в области очень низкая, обычные технологии для наших условий неприемлемы, поэтому мы так много внимания уделяем разработке влагосберегающих технологий. Этим занимался еще наш знаменитый земляк Терентий Мальцев, который говорил: «Надо сберегать каждую каплю зимних осадков, применяя для этого и накопление снега, и задержание талых вод, и раннее боронование зяби. Не менее важно и разумно израсходовать запасенное, не отдать драгоценные ресурсы на расхищение сорнякам, не допустить, чтобы культурные растения тратили максимум влаги, когда она в минимуме».
Поэтому главным правилом агротехники на полях Зауралья является сохранение влаги. Да и в последнее время тема влагосбережения актуальна для всех степных регионов. Все влагосберегающие технологии опираются на следующие основополагающие правила: избегать лишних обработок на поле; не применять глубокую (отвальную) обработку; своевременно провести весеннее боронование; после посева прикатывать кольчато-шаровыми катками (или применять боронование). Все эти требования хорошо вписываются в нулевую технологию.
Ставшая столь популярной нулевая технология исключает обработку почвы, предполагает только боронование после уборки урожая, с целью равномерного распределения пожнивных остатков, а весеннюю борьбу с сорняками боронованием и культивацией заменяет химическая обработка перед прямым посевом. Это сокращает затраты по сравнению с классической технологией, а вот стерня защищает почву от эрозии, создает дополнительные условия для снегонакопления. Но, увы, влечет за собой и такие отрицательные последствия, как ухудшение фитосанитарной ситуации на полях: появляются в большом количестве сорняки, вредители и болезни. Так, в последнее десятилетие в Зауралье такая болезнь как желтая пятнистость листьев злаков - пиренофороз (возбудитель Pyrenophora tritici-repentis) получила такое распространение, что даже вошла в состав экономически значимых болезней пшеницы: на сильно пораженных посевах снижение урожая зерна пшеницы может достигать 50 % и выше.
Поскольку мы исключили отвальную обработку почвы, возбудитель болезни остается на поверхности. В условиях Зауралья гриб зимует в псевдотециях (сумках со спорами) на растительных остатках пшеницы и дикорастущих злаках, главным его распространителем является пырей ползучий. Еще один бич земледельца - фузариоз. Он поражает не только растение, но и влияет на органы человека, а также животных - если содержится в продуктах питания или кормах, изготовленных из зерна, насыщенного метатоксинами.
Отказавшись даже от поверхностной обработки почвы, мы невольно содействовали тому, что изменился и состав сорной растительности. По данным Россельхозцентра, за последние 15 лет у нас по корнеотпрысковым сорнякам кроме бодяка, осота, вьюнока полевого, молокана татарского, произошел скачкообразный рост по молочаю лозному, появились яровые и зимующие сорные растения: подмаренник цепкий, мелколепестник канадский, злаковые сорняки - овсюг, просо куриное... Другими словами, при такой ситуации без применения пестицидов в нулевой технологии просто не обойтись.
Таким образом, no-till - это целая система, включающая в себя не только обработку почвы, но и усиленную борьбу с вредителями, сорняками, болезнями, предусматривающая выбор культур, сидератов, особые севообороты, климатические условия и даже особую технику... И если хоть один из перечисленных составных не будет учтен, то получим полный разлад на поле.
Основа любой технологии - семена. Мы используем районированные сорта яровой пшеницы - средне ранние (урожайность 30 ц/га) сорта: Боевчанка; среднеспелые (урожайность 40 ц/га): Омская 36, Тулеевская, Геракл, Радуга, Ирень, Икар, Тобольская; среднепоздние (урожайность 50 ц/га): Омская 38, Черноземноуральская 2, Омская 35.
Убежден, что кондицию семян необходимо доводить до категории элитных: семена категории РСт (массовая репродукция) - это рассадник сорняков. Посудите сами: в одном килограмме зерна РСт допускается 70 штук семян других растений, при норме высева 200 кг/га это составит уже 14 тысяч штук! А если учесть, что они после созревания дадут уже 300 тысяч штук, то получается, что мы сами вносим в почву семена сорняков. А ведь существует и такое явление, как накопление семян сорняков в почве - есть случаи, когда семена овсюга сохраняли способность к прорастанию, находясь в земле до 40 лет! Полагаю, стоит задуматься над этим. Недаром же есть пословица: «Лучше голодай, а добрым семенем засевай!».
Хотелось бы подчеркнуть, как важны такие показатели, как всхожесть, масса 1000 зерен и зараженность. Понятно, что чем выше масса, тем выше всхожесть. Поэтому надо добиваться, чтобы семена были как можно крупнее. И, кроме того, масса 1000 зерен влияет на полноту протравливания: чем крупнее зерна, тем больше препарата попадает на зерновку. Однако, распределение препарата на поверхности зерновки в еще большей степени зависит от препаративной формы препарата. Преимущество новых препаративных форм (коллоидный раствор ККР и МЭ) над традиционными (КС, ВРК, КЭ) и состоит в том, что препарат распределяется равномернее, проникает глубже, защищает лучше. Коллоидный раствор действует эффективнее - за счет глубокого проникновения. Вместе со специалистами Россельхозцентра мы имели возможность убедиться в преимуществе наших препаратов на опыте в ОПХ «Макушенское» Курганской области: при применении протравителя Скарлет и фунгицида Тебу 60 полнота обработки семян достигала выше 80 %. Другими словами, обрабатывать поля фунгицидами традиционной препаративной формы - выбрасывать деньги на ветер (рис.1).
 |
|
рис.1 |
Схема подготовки семян у нас традиционная - воздушно-решетная машина, сушильное хозяйство, триерный блок, пневмостол и обеззараживание.
Здесь я предлагаю собственную запатентованную схему обеззараживания семян, она с успехом внедрена уже в нескольких хозяйствах. Семена, подготовленные с осени до категории элитных, поставляются со склада на весовую, на приемный бункер, затем на «Пектус», где очищаются от примесей, потом они поступают на протравочный комплекс. Таким образом, мы получаем возможность знать точное соотношение препарата и семян...(см. рис. 2)
 |
|
рис.2 |
С применением такой схемы эффективность протравливания увеличивается в два раза.
Такие протравители производства «Щелково Агрохим», как Бенефис, Поларис, Скарлет, показали высокие результаты в сравнении с импортными аналогичными препаратами - и я уверенно могу сказать, что импортные протравители - совсем не конкуренты для наших продуктов. Так, на опыте в ООО «Рассвет» Курганской области полевая всхожесть яровой пшеницы сорта Тулеевская, семена которой были протравлены Бенефисом, была настолько высокой, что прибавка к урожаю составила 2,9 ц/га.
Еще одно положительное последствие качественного обеззараживания и доведения семян до кондиции элитных семян - это возможность снижать норму высева при рядовом посеве до 30 %. Ведь в свое время высокие нормы высева (5-6,5 млн зерен на га) устанавливали как раз по причине невозможности качественного протравливания семян (из-за корневых гнилей и головни гибель культурных растений доходила более 20 %). Разреживало посевы и боронование по всходам (гибель при выборанивании культурных растений от 10 до 15 %). Высокие нормы высева диктовало и отсутствие выбора препаратов для борьбы с сорняками: приходилось загущать посевы для создания конкуренции сорнякам. Играло свою роль и отсутствие посевных комплексов, позволяющих высевать семена с заданной нормой высева и глубиной заделки (снижение всхожести из-за неравномерного распределения и заделки семян - до 20 %).
В настоящее время технология ушла далеко вперед, а нормы высева остались прежними. Поделюсь с читателями результатами изучения влияния норм высева на урожайность, которыми я занимался в течение двух лет. Они поразительны: наблюдается четкая тенденция снижения урожайности при увеличении нормы высева! На основании собственного опыта могу утверждать: самая оптимальная норма высева составляет 3-3,5 млн зерен на гектар.
Специалисты Макушинского опытного поля 10 лет закладывали опыты на эту тему и установили, что при такой норме высева урожайность получается не ниже, чем при стандартных нормах. У нас в одном из передовых предприятий области использовали австралийскую сеялку Rogro с шириной междурядий минимум 25 см, соответственно, в рядок ложится много семян, получается загущение. «Сей густо, не будет пусто» - этот дедовский принцип уже не актуален. При загущенном посеве растения борются не только с сорной растительностью, но и между собой за питательные вещества, за влагу, за свет... И в результате выживает только 200-300 колосков с мелким зерном.
А уж если мы снижаем норму высева, то, значит, экономим на семенах. Экономия семян позволяет нам также снизить затраты на следующие операции: хранение семян, их погрузка, протравливание, транспортировка до поля... Кроме того, увеличивается производительность посевного агрегата - за счет редких заправок семенами.
Предпосевная химическая обработка преследует следующие цели: уничтожение или удушение яровых и зимующих сорняков, сохранение влаги, уничтожение растений-накопителей заболеваний (например, пырей ползучий распространяет пиренофороз).
Для уничтожения корнеотпрысковых сорняков и снижения гектарной стоимости обработки пара применяем Спрут Экстра в следующей баковой смеси: Спрут Экстра - 1,5-2,5 л/га + Дротик - 0,2-0,3 л/га + Зингер - 0,008-0,01 кг/га. Применяем еще одну смесь для ускоренной очистки: Спрут Экстра - 1,0-1,8 л/га + Дротик - 0,6-0,9 л/га.
2,4 Д-эфир в данном случае необходим в таком количестве для того, чтобы снять восковой слой с поверхности листьев корнеотпрысковых сорняков. Более высокие нормы применения 2,4Д-эфира в баковой смеси блокируют проникновение глифосата и других действующих веществ. Спрут Экстра - это глифосат в виде калийной соли в смеси с эффективным адъювантом. Калийная соль имеет в два раза выше растворимость, чем изопропиламинная соль, поэтому проникновение через восковой слой и перемещение в растении проходят намного быстрее. Даже в условиях засухи калийная соль, адсорбируя влагу с поверхности листа, способствует проникновению глифосата внутрь растения.
Для длительной эффективной работы Спрут Экстра в баковую смесь рекомендую добавлять препарат из группы сульфонилмочевин Зингер в полной дозе или комбинированный препарат Фенизан - 0,1-0,15 л/га.
Данная баковая смесь нам позволяет: 1) усилить действие глифосата, 2) работать глифосату до полного уничтожения корневой системы, 3) снизить уровень резистентности, 4) создать почвенный экран для однолетних двудольных сорных растений, 5) уменьшить затраты на обработку.
Предпосевную обработку необходимо производить за 7-14 дней до посева - в зависимости от вида и фазы развития сорного растения.
Так как в нашей климатической зоне часто случаются засухи, то в последнее время переходим к дробному применению удобрений: при севе мы вносим аммофос, а азотные удобрения вносим дробно, через растворные узлы - в фазу кущения, в фазу выхода в трубку и по флаговому листу.
Мы знаем, как важно вовремя выйти в поле - чтобы почва «созрела», чтобы было не слишком рано и не поздно, - как говорится в пословице, сей рожь в золу, а пшеницу - в пору. В нашей зоне в результате майской засухи очень быстро просыхает верхний слой, и уже в конце мая почва может быть высушена на 5 см, и практически сеять уже нельзя, а по срокам - самый разгар посевной. В этой ситуации положение спасает соблюдение оптимальной глубины сева.
Нормы глубины посева в Зауралье таковы: озимая рожь - 3...4 см, озимая пшеница - 4...5 см, яровая пшеница - 4...5 см, яровой ячмень - 3...4 см, овес - 3...4 см, горох - 6...8 см, гречиха - 4...6 см.
Используем два способа посева: традиционный рядовой и подпочвенноразбросной. С целью сохранения влаги ведущие агрономы области применяют технологию посева в три слоя, она заключается в следующем: необходимо наличие изолирующего слоя высотой 1-1,5 см, затем влажного уплотненного слоя в 3,5-4 см, который ложится на семена, и последний слой - твердое влажное семенное ложе. Изолирующий слой достигается за счет применения кольчато-шпоровых катков - этот мульчирующий слой не дает испаряться влаге.
Для сева используем посевные комплексы John Deere: John Deere -1830, John Deere -1895, John Deere -730. Это хорошие надежные сеялки, единственный минус у 730-х и 1830-х состоит в том, что необходимо обязательное прикатывание или боронование после посева, а при севе 1895-ми - боронование поперек. Потому что после них образуются борозды, которые очень быстро пересыхают. Если же используем прикатывание или боронование, то урожай увеличивается на 20 %. Обязательно проводим прикатывание и в случае использования таких посевных комплексов, как Томь, Барго, Агромастер.
Для защиты растений от сорной растительности по вегетации мы применяем различные баковые смеси гербицидов АО «Щелково Агрохим», эффективность которых мы неоднократно проверяли на практике. Экономические условия обязывают тщательнее учитывать все затраты и выбирать наиболее эффективные препараты и смеси с учетом видового состава и численности сорняков. Так, в борьбе с двудольными сорными растениями применяем следующие смеси: Дротик (0,4-0,5 л/га) + Зингер (0,005 кг/га); Дротик (0,4-0,5 л/га) + Гранат (0,01 кг/га); Примадонна (0,5-0,6 л/га) + Зингер (0,005 кг/га); Примадонна (0,5-0,6 л/га) + Гранат (0,01 кг/га); Фенизан (0,14-0,17 л/га) + Зингер (0,005 кг/га); Дротик (0,4-0,5 л/га) + Фенизан (0,1 л/га).
Результаты применения этих смесей наглядно видны на нашей инфографике (рис.3).
 |
|
рис.3 |
Обратите внимание, очень высокий результат показали смеси Дротик + Зингер и Дротик + Фенизан. Особенно последняя смесь дает хорошие результаты, так как действует мягко, потому что по сравнению с Серто Плюс (BASF) Фенизан действует гораздо мягче - за счет заниженного количества д. в., а эффект увеличивается за счет содержания в составе препарата Фенизан биоактиватора - этоксилированного эфира сорбитана. Дротик в минимальной дозировке (0,3 л/га) расшатывает восковой налет сорняка, а Фенизан продолжает свою эффективную работу. Фенизан проникает глубоко в корневую систему сорняка, в результате чего она максимально уничтожается. Этой смесью весьма успешно можно работать по трудноискоренимым сорнякам. Как видно из приведенной таблицы, еще одна эффективная смесь - Примадонна + Зингер. Выбор смесей для каждого конкретного поля определяется видовым составом сорняков, что также указано в таблице.
Схемы для составления смесей разнообразны, выбор с препаратами «Щелково Агрохим» огромный. Вот, например, такие схемы мы рекомендуем в хозяйствах: Дротик (0,25-0,3 л/га) + Зингер (0,008-0,01 кг/га); Дротик (0,25-0,3 л/га) + Гранат (0,02-0,025 кг/га); Дротик (0,25-0,3 л/га) + Фенизан (0,15-0,18 л/га); Фенизан (0,1-0,15 л/га) + Зингер (0,008-0,01 кг/га). Обращаю внимание читателей: по Дротику мы предусматриваем минимальные дозы, а по Фенизану и Гранату - высокие.
Что же касается препаратов по борьбе со злаковыми сорными растениями, в этом случае мы применяем следующие гербициды «Щелково Агрохим»: Овсюген Экспресс (0,4-0,6 л/га), а также баковую смесь Овсюген Экспресс (0,3-0,5 л/га) + Сателлит (0,2 л/га) (рис.4).
 |
|
рис.4 |
По результатам испытаний можно убедиться, что смесь Овсюгена с Сателлитом показала очень высокую эффективность. Тут следует помнить про одну особенность - если применять противозлаковые препараты вместе с противодвудольными, то эффективность снижается, поэтому мы стараемся применять их отдельно.
Очень эффективным проявил себя препарат Арго - он действует даже по переросшим сорнякам, например, по ушедшему в трубку овсюгу и щетиннику.
Не следует лениться при осуществлении мероприятий по защите растений от болезней, поле за это отблагодарит многократно. Ведущие агрохолдинги Курганской области проводят защиту в два этапа: фунгицид применяем двукратно - в фазу выхода в трубку проводим профилактическую обработку от септориоза и пиренофороза, так как заражение растений данными заболеваниями происходит в фазу кущения культуры, а повторную обработку - препаратами премиум класса, к которым относится фунгицид Триада, в фазу флагового листа - начало колошения - против пиренопороза, септориоза и заболеваний колоса. По результатам испытаний, на которых мы сравнивали наши препараты с Фальконом, особенно хорошо показал себя фунгицид Триада (рис.5).
 |
|
рис.5 |
Таким образом, схема комплексной защиты яровой пшеницы, которую мы применяем в Курганской области, включает (Интенсивный вариант):
1) применение трекомпонентных препаратов Бенефис, Поларис;
2) Биостим Старт;
3) Имидор Про;
4) допосевное применение Спрут Экстра, Дротик, Фенизан, Зингер;
5) раздельное применение препаратов Дротик, Примадонна, Фенизан, Зингер, Гранат;
6) Овсюген Экспресс, Арго;
7) применение в начале выхода в трубку Титул 390, Биостим Зерновой, Кинфос;
8) в фазу флагового листа-начало колошения применяем Имидор, Интермаг Зерновые, Титул Дуо, Триада;
9) десикация - Спрут Экстра.
(Экстенсивный вариант):
1) Тебу 60, Скарлет;
2) Гумат калия Суфлер;
3) допосевное применение Спрут Экстра, Дротик, Фенизан, Зингер;
4) раздельное применение препаратов Дротик, Примадонна, Фенизан, Зингер, Гранат;
5) Овсюген Экспресс + Сателлит;
6) Фаскорд, Кинфос;
7) по флаговому листу - Кинфос, Титул 390, Гумат калия Суфлер.
Ориентировочная стоимость первого варианта оказалось намного выше второго. Да, расходы на защиту растут, но если не применять эти схемы, результат нас не только разочарует, но и разорит.
Обращаю внимание на необходимость избирательного подхода, надо избегать стандартных решений, ведь все зависит от ситуации в данный момент на конкретном поле. Например, когда мы, консультанты «Щелково Агрохим», работаем в хозяйстве, все знают неписаное правило: никто в поле без нас не выезжает. Консультант должен присутствовать в поле всегда и принимать решение в зависимости от того, какой сорняк на поле, в какой стадии развития он находится, какова влажность и т. д.... Каждое поле требует своих соотношений препаратов в баковой смеси, другими словами, для каждого поля нужен индивидуальный подход.
Могу, например, дополнительно отметить, что ни в коем случае нельзя применять Фенизан в предпосевной обработке перед посевом рапса или других культур, которые являются чувствительными к этому препарату.
«Аргумент защиты»
Наша справка
Общая площадь под зерновыми и зернобобовыми в Курганской области составляет 1 млн 273 тыс. га, в силу климатических условий яровая пшеница занимает львиную долю клина (75 %), озимые - всего 1 %, ячмень - 11 %, овес - 4 %, зернобобовые - 1 %, масличные - 4 %.
24.04.2015 0
Мы 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.