15.11.2017: Внедрение инновационных биотехнологий обеспечивает новый уровень развития сельского хозяйства за счет новых бактериальных композиций с антимикробной и фитостимулирующей активностью - в качестве альтернативы агрохимикатам.
 |
Эмилия Коломиец,
директор Института микробиологии,
генеральный директор ГНПО «Химический синтез и биотехнологии»,
член-корреспондент НАН Беларуси
Ученые всего мира все чаще говорят о возрастающей роли микробиологической науки в укреплении продовольственной безопасности на планете. Думаю, никому в наше время уже не нужно доказывать, что нужно очень бережно относиться к земле, к ее плодородию, чтобы сберечь ее для будущих потомков.
Достижения микробиологии в Беларуси весьма существенны, и в первую очередь, благодаря государственной поддержке: известна позиция нашего президента А. Г. Лукашенко, который справедливо отметил: «Будущее нашей экономики во всех направлениях - это наука».
Наш Институт микробиологии НАН Беларуси выступает головной организацией-исполнителем госпрограмм в сфере биотехнологии, а также является соучредителем технологической платформы «ЕвразияБио», утвержденной евразийским межправительственным советом в 2016 году. Платформа объединила 38 организаций из России (13), Беларуси (16), Казахстана (8) и Армении (1) и ставит задачей развитие биотехнологий в рамках ЕвразЭС, совместную реализацию проектов в области биоэкономики.
В настоящее время институт ведет подготовительную работу по созданию научно-производственного центра биотехнологий. Первый комплекс - по выпуску сухих пробиотических препаратов для кормопроизводства (мощностью 20 тонн в год) будет введен в эксплуатацию в 2017 году. Второй - по выпуску комплексных микробных препаратов для растениеводства в жидкой форме (56 тонн в год) планируется запустить в 2019 году.
С 2005 года институт разработал 19 средств защиты растений и микроудобрений - из них 12 - за последние три года. В том числе для защиты плодов и овощей при хранении, для защиты корневой и вегетационной системы растений, обеззараживания семян, восстановления биоценоза почв.
По заказу компании «Щелково Агрохим» мы разработали технологию получения комплексного микробного препарата Биокомпозит-коррект.
Производим мы и микробные удобрения, которые не только повышают урожайность культур за счет подавления патогенной микрофлоры, но и позволяют уменьшать дозу вносимых минеральных удобрений. Создан ряд биопрепаратов для очистки почв от нефтяных загрязнений, для очистки сточных вод. Таким образом, мы создаем основу для внедрения высокоэффективной системы природоохранных мероприятий - как в республике, так и за рубежом.
Внедрение инновационных
биотехнологий обеспечивает новый уровень развития сельского хозяйства за счет
поставок на рынок новых бактериальных композиций с антимикробной и
фитостимулирующей активностью - в качестве альтернативы агрохимикатам. А также
за счет снижения пестицидной нагрузки на агроценозы, оздоровления нового
селекционного материала высокопродуктивных сортов, разработки и внедрения в
селекционный процесс экспресс-методов ДНК-диагностики генов, улучшающих
качество сельхозпродукции.
Инновационный подход к биологической защите растений
Огромен вклад микробиологии в области защиты растений: ученые идентифицируют фитопатогенные микроорганизмы, изучают бактерии-антогонисты и энтомопатогены, расшифровывают механизмы их действия, разрабатывают высокотехнологичные биопрепараты, способствующие улучшению минерального питания растений, обеспечивающие защиту от фитопатогенов и вредителей, повышающие устойчивость к стрессовым условиям.
Бактериальные и грибные инфекции наносят огромный экономический ущерб, поражая ценные сорта злаковых, бобовых, плодовых, эфирномасличных, технических и овощных культур. Так, ежегодные потери от бактериозов составляют: картофеля - 30-50 %, капусты - до 100 %, моркови - 30-40, огурцов - 50-80, томатов - 40-60 %. Важнейшей задачей является быстрая, своевременная диагностика заболеваний, которую и осуществляют микробиологи.
Точная идентификация фитопатогенов необходима для разработки эффективных стратегий борьбы с болезнями растений, снижения потерь урожая. Традиционные методы диагностики фитопатогенных грибов трудоемки, затратны и порой не дают точных результатов. Молекулярно-генетический анализ - современный высокоэффективный метод диагностики и видовой идентификации фитопатогенных микроорганизмов. Он позволяет определить свойство патогенности, прогнозировать симптоматику, а также рекомендовать средства борьбы против возбудителя. Наш институт разработал определитель фитопатогенных микроорганизмов, который предназначен для быстрой и точной молекулярно-генетической диагностики грибных и бактериальных болезней сельхозрастений.
Как известно, злобой дня во многих странах является загрязнение почвы гербицидами. Причиной этого становятся: внесение завышенных доз препаратов, длительное применение их на одном и том же участке, нарушение сроков и технологии внесения, аварийные ситуации. Существует целый ряд мер, позволяющих снизить отрицательное влияние гербицидов на почву - это применение антидотов, инкрустация семян комплексными препаратами, содержащими фунгицид и инсектицид. Следует помнить о правильном подборе культур в севообороте. Для устранения негативных последствий воздействия гербицидов необходимо проводить биоремедиацию почвы (комплекс методов очистки с применением метаболического потенциала биологических объектов.)
Говоря о вкладе микробиологов в развитие биологического земледелия, в первую очередь нужно сказать о создании микробных гербицидов (или биогербицидов). Для них характерны безопасность для людей и окружающей среды, высокая избирательность действия. Из пораженных тканей сорных растений (одуванчик, сурепка, осот...) выделяются микроорганизмы с гербицидной активностью - изоляты грибов и на их основе изготавливаютя биогербициды. Например, гриб Fusarium sp. ЗТ обладает селективным действием, т. е. влияет только на определенный сорняк (одуванчик), оставляя неповрежденным культурное растение.
Надо сказать, что выпуск биопродукции по разработкам Института микробиологии НАН Беларуси за пять лет увеличился в три раза, в частности, реализация биопестицидов выросла до 140 тонн в год.
"Аргумент защиты"
15.11.2017 0
Ещё три сорта озимой пшеницы селекции «Щёлково Агрохим» официально включены в Государственный реестр селекционных достижений РФ: Изумруд Дубовицкого, Интеза и Сократ. Таким образом, в мозаике сортов собственной селекции компании числится уже семь сортов этой культуры. Сегодня мы расскажем о самом засухоустойчивом – Изумруде Дубовицкого, средняя урожайность которого за годы конкурсных испытаний составила 109 ц/га.
Как появился Изумруд
Директор департамента селекции и семеноводства сельскохозяйственных культур «Щёлково Агрохим» Александр Прянишников называет Изумруд Дубовицкого своим любимчиком. Работа над этой селекционной пшеницей началась много лет назад, ещё в 1990-х годах.
«Это как первая школьная любовь, – говорит автор сорта. – Не забывается никогда! «Родителями» Изумруда стали брендовые в своё время сорта Поволжья – Калач 60 и Жемчужина Поволжья (основной автор А.И. Прянишников. – Прим. автора.), которые занимали в России более миллиона гектаров. А они, в свою очередь, стали продолжением работы, начатой отечественными селекционерами ещё в 1980-х годах – это сорта Зерноградская 6, Саратовская 8, Донская безостая, Краснодарская 39, Ильичёвка, Степная 135, Ростовчанка… Полученные в нулевых годах на их основе Калач 60 и Жемчужина Поволжья считались оптимальными сортами для засушливых регионов. Жаростойкие и засухоустойчивые сорта, что особенно важно для сухостепной зоны нашей страны, а это Саратовская, Волгоградская, Оренбургская, Самарская области».
Директор департамента селекции и семеноводства сельскохозяйственных культур Александр Прянишников контролирует уборку сорта озимой пшеницы Изумруд Дубовицкого
Сорт Калач 60 стал для Изумруда Дубовицкого «мамой»: при скрещивании она передала своему детищу жаростойкие качества и высокую продуктивность. «Папой» стал сорт Жемчужина Поволжья, который выделялся своей пластичностью и способностью устойчиво формировать достойный уровень продуктивности в различных по условиям увлажнения годы. Александр Прянишников называет Калач 60 самым интенсивным среди сортов адаптивного типа, которому не требуется много питания в таких условиях: 100 кг азотного питания в степной зоне на озимой пшенице позволяет ему формировать урожай более 60 ц/га. А ещё у него один из самых высоких показателей по озернённости колоса, в котором насчитывается до пяти зёрен.
«Смотришь, вроде бы во время вегетации колос невзрачный, а при уборке удивляешься богатому урожаю, который образуется как раз за счёт этой высокой озернённости», – рассказывает Александр Прянишников о лучших качествах Калача 60, которые сорт передал своему последователю.
Однако никто не идеален, надо было что-то предпринимать с недостатком Калача 60: его способностью к прорастанию на корню – проблемы повсеместной и способной нанести огромный вред будущему урожаю. Выращивая пшеницу, мы хотим получить хороший, качественный хлеб. Здесь важны так называемые хлебопекарные качества пшеницы: количество и качество клейковины, объёмный выход хлеба. Как только зерно начинает прорастать, мы по сути дела теряем именно качество зерна – оно уходит в росток, на новый урожай, пуская все силы на жизнеспособность этого зародыша. Задержались со сроками уборки, выпала роса, обильные осадки – причин этому явлению, которое может приводить к снижению урожая до 10–50%, множество, но бороться с ним можно, оказывается, и посредством генетики. Нужен был донор, который обладал бы устойчивостью к прорастанию на корню. Таким донором стал сорт Поволжского экотипа – Жемчужина Поволжья.
Работа над новым сортом шла совместно с новосибирским генетиком – членом-корреспондентом РАН, профессором, д. б. н., заслуженным деятелем науки РФ Еленой Салиной. Отбор вели по ряду признаков, характеризующих состояние амилазного комплекса и индекса прорастания зерна на различных стадиях его развития – полной и молочно-восковой спелости, числу падения. Учёные Прянишников и Салина стремились поменять лишь один генетический маркер, то есть именно ген устойчивости к прорастанию. Потом вёлся индивидуальный отбор дигаплоидов из лучших линий гибридной популяции Калач 60/Жемчужина Поволжья по признаку их устойчивости к прорастанию на корню.
«А когда получили Изумруд, оказалось, что более 100 генетических систем и маркеров отличают его от Калача 60, – вспоминает Прянишников. – И это предопределило ещё большие продуктивные свойства этого сорта по отношению к Калачу 60. То есть вроде бы меняли один маркер по устойчивости к прорастанию, а получилось, что шлейфом захватили более широкий их спектр. Так получились высокие качественные показатели и продуктивные свойства нового сорта Изумруд Дубовицкого».
Поле – чистый изумруд
За все годы конкурсных испытаний средняя урожайность сорта составила 109,1 ц/га (ООО НПО «Бетагран Семена») при урожайности стандартного сорта Московская 39–95,7 ц/га. Во время испытаний в ГСИ сорт проявил наибольшее преимущество перед стандартными сортами в засушливых регионах Ульяновской, Самарской, Оренбургской областях, а также в республиках Мордовия и Башкирия. В производственных посевах 2022 года в КФХ Дмитриева В. П. (Оренбургская область) сформировал урожайность 83,0 ц/га на 1000 га. Это своеобразный рекорд Оренбургской области, который превзошёл результат Калача 60 в том же предприятии на целую тонну. Максимальная реализованная урожайность в международных испытаниях составила 96,0 ц/га (Турция, 2020 г.).
Изумруд Дубовицкого при колошении очень красив
«Когда я впервые увидел производственный массив Изумруда, был поражён прежде всего его уникальной красотой и особой эстетичностью всего посева, – вспоминает Александр Прянишников. – Когда выходит флаговый лист, и пшеница выколашивается, от Изумруда не отведёшь глаз! Среди многообразия сортов озимой пшеницы, он такой один! Такого яркого, изумрудного цвета я больше нигде не встречал – в этом и видится совершенство внутренней природы пшеничного растения».
Сорт озимой пшеницы Изумруд Дубовицкого в полях отличается ярко-изумрудной окраской
Секрет неземной, ярко-изумрудной окраски колоса – в отсутствии воскового налёта. «Восковой налёт защищает от повреждений вредителями и болезнями, нет защиты, нет кутикулы!» – отмечают критики. Но в науке принято смотреть на результат. Мы же не будем отрицать очевидное, наблюдая в течение 5 лет высокую урожайность на сорте Изумруд Дубовицкого, а также его уникальные засухоустойчивые качества. Широкий ареал регионов внесения сорта в Госреестр, а их целых три – тому яркое подтверждение. Интересный факт: на данный момент в Оренбургской области – самом засушливом регионе России – более 100 000 гектаров засеяно именно Изумрудом Дубовицкого. Дважды правительство Оренбургской области обращалось с просьбой о досрочном внесении сорта в Госреестр РФ.
«Этот сорт – лучший для засушливой зоны Российской Федерации, – не устаёт повторять селекционер Александр Прянишников, который долгие годы трудился на засушливых поволжских землях. – Мы активно боремся с засухой? Так вот оптимальный сорт, который борется непосредственно с засухой, это и есть наш Изумруд Дубовицкого. В России четыре региона, где практически каждый год отмечается её проявление: Оренбургская, Самарская, Саратовская и Волгоградская области. Оренбург – это самый центр засушливой зоны в России. Символично, что в 2012 году, осуществляя работу в секции засухи отделения растениеводства Россельхозакадемии, её первое заседание проводилось в Оренбурге. Мы много лет шли к тому, чтобы создать такой засухоустойчивый сорт, и будем идти дальше. Я не знаю, во что превратится наш Изумруд лет через 5–6, но я уверен, это будет ещё более совершенный сорт, ведь селекционер никогда не стоит на месте – шаг за шагом, работая с сортом, мы движемся выше, дальше, глубже. И в этом движении – нет предела совершенству!»
Урожайное сочетание
Многим знакома закономерность: чем выше адаптивность сорта, тем хуже он реагирует на фактор интенсификации, тем менее он продуктивен. Сорт озимой пшеницы Изумруд Дубовицкого в этом вопросе является исключением, формируя совершенно иной кластер сортов, которые отзывчивы на факторы интенсификации, обладая при этом высокими адаптивными свойствами. Как утверждает Прянишников, он разрушает определённые стереотипы, разрывая эту корреляцию между продуктивностью и адаптивностью. Напомним, покормил немного (100 кг азота), а пшеница отзывается высоким уровнем сочетания продуктивности и качества зерна с превосходными хлебопекарными качествами.
Изумруд Дубовицкого относится к низкорослым сортам интенсивного типа
«Мы получили высокое сочетание адаптивных свойств (зимостойкость и жаро-, засухоустойчивость) с отзывчивостью на факторы интенсификации при реализации урожайных свойств и качества зерновой продукции, – дополняет учёный. – Сорт высокостабилен при реализации продуктивных свойств, превосходя стандартные сорта на 10 и более процентов».
Сорт озимой пшеницы Изумруд Дубовицкого. Низкорослый сорт интенсивного типа с высотой соломины 80–90 см, зарегистрирован по Центрально-Чернозёмному (5), Средневолжскому (7) и Уральскому (9) регионам. Сорт стабильно формирует высокий урожай даже в засушливых условиях, отличается повышенной озернённостью колоса и сочетает в себе сильную адаптивность с высокой продуктивностью. Устойчив к пыльной и твёрдой головне, септориозу.