В настоящее время существенно возросли распространение и вредоносность большинства болезней сельскохозяйственных культур, возбудители которых находятся в почве и пожнивных остатках. Это приводит к снижению всхожести семян, гибели проростков и всходов и, как результат, недобору урожая и падению его качества. Решить эту проблему позволяет протравливание посевного материала с использованием эффективных фунгицидных протравителей.
Сбалансированная препаративная форма протравителей семян не только контролирует фитопатогенный фон в ходе прорастания семян и роста проростков. Она способна оказывать влияние на ростовые процессы и вносить дополнительный вклад в будущий урожай. Один из таких препаратов – фунгицидный протравитель семян Скарлет, МЭ производства ЗАО «Щелково Агрохим». Скарлет – продукт нанотехнологий. Его препаративная форма (микроэмульсия) существенно повышает активность действующих веществ (имазалил и тебуконазол), входящих в состав препарата, расширяет спектр действия. Протравливание семян препаратом Скарлет оказывает влияние на ростовые процессы и вносит дополнительный вклад в будущий урожай: стимулируется развитие колеоптиля, формируется мощная корневая система, увеличивается количество не только основных, но и боковых корней, повышается засухо- и морозоустойчивость обрабатываемых культур, возрастает урожайность.
Изучение фунгицидных свойств протравителей и их влияние на ростовые процессы культурных растений ведется в биологической лаборатории ЗАО «Щелково Агрохим». При испытании Скарлет на пшенице и ячмене наблюдается стимулирование роста и развитие мощной корневой системы (рис. 1, 2.).
Экспериментальные данные, полученные в биологической лаборатории «Щелково Агрохим», подкрепляются и полевыми испытаниями.
В отличие от протравителей семян в форме суспензионных концентратов, фунгицидное действие которых обусловлено, главным образом, только поверхностным нанесением на поверхность семени, микроэмульсия проникает внутрь семени по микрокапиллярам, обеспечивая защиту, как от внешней, так и от внутренней инфекции. Это в максимальной степени позволяет использовать системное действие препарата Скарлет, которое обеспечивается практически полным проникновением действующих веществ в вегетирующее растение – как в проросток, так и корневую систему, одновременно способствуя значительному увеличению длительности защитного действия препарата. Если тебуконазол обладает системно-транслокационным действием и, передвигаясь по ксилеме, хорошо защищает все растение, то имазалил, обладая локально-системным действием, концентрируется, главным образом, в корневой системе, придавая растениям максимальную устойчивость к корневым болезням.
Скарлет, МЭ превосходит большинство протравителей семян по широте спектра действия. В норме расхода 0,3-0,4 л/т препарат защищает пшеницу яровую и озимую и ячмень яровой и озимый, рожь озимую, овес от головневых заболеваний, фузариозной и гельминтоспориозной корневых гнилей, плесневения семян, мучнистой росы, сетчатой пятнистости и других болезней. Также Скарлет, МЭ применяется для обработки семян подсолнечника, рапса, кукурузы и сои.
Рис. 1. Влияние Скарлет на рост и развитие корневой системы (опыт в рулонах, 6-е сутки проращивания)
Рис. 2. Влияние Скарлет на развитие проростков и корневой системы (20-е сутки проращивания)
Подготовила Мария Сухорукова
Правительство России завершает подготовку национального проекта «Технологическое обеспечение биоэкономики». Он объединит передовые решения в сфере биотехнологий, возобновляемых биоресурсов, а также создания новых материалов.
Кажется, ещё 10 лет назад о биоэкономике мало кто слышал, а сегодня на её развитие направлены средства нацпроектов, о биоэкономике в сельском хозяйстве, пищевой промышленности, фармацевтике и в других отраслях говорит национальный лидер. Что же это такое?
Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН определяет биоэкономику как «использование возобновляемых биологических ресурсов, биологических процессов и принципов устойчивого производства товаров и услуг во всех секторах экономики». При этом биоэкономика напрямую связана с достижениями биотехнологии в сельском хозяйстве и промышленности.
Если сказать чуть иначе, биоэкономика – это, по сути, новый способ создания продукта в условиях шестого технологического уклада, рывок в который человечество совершило в 2020-е годы. Этот новый уклад учёные описывают через инженерию живых тканей и организмов с заранее заданными свойствами, искусственный интеллект, беспилотные летательные системы, анализ больших данных и космический мониторинг. Для сельского хозяйства это принципиально новый уровень производительности труда, полная переработка отходов с помощью микроорганизмов, биотехнологическое производство любых молекул и манипуляции с генами, оптимизация геномов живых организмов.
Нацпроект
Координационный центр правительства России сообщает, что новый нацпроект «Технологическое обеспечение биоэкономики» призван обеспечить технологический суверенитет страны, ускорить развитие сельского хозяйства через внедрение биотехнологий, а также создать условия для самореализации граждан.
В своём выступлении на стратегической сессии в марте с. г. премьер-министр Михаил Мишустин подчеркнул, что нацпроект будет носить комплексный характер и формировать фундамент сразу для нескольких направлений.
Михаил Мишустин - премьер-министр Российской Федерации
«В их числе – химия, пищевая индустрия, энергетика, медицина, экология, сельское хозяйство. Все те отрасли, где возможно глубокое внедрение биопроцессов и использование современных форматов производства на индустриальном уровне», – подчеркнул Председатель Правительства.
Он добавил, что ключевая задача национального проекта – консолидировать усилия, мощности и ресурсы, создать конкурентные предприятия, в том числе за счёт модернизации имеющихся, чтобы вернуть позиции одного из глобальных лидеров биотехнологического рынка.
Цели и задачи
Среди других задач проекта «Технологическое обеспечение биоэкономики» можно выделить следующие:
- Технологический рывок в АПК. Нацпроект призван стать платформой для опережающего развития сельского хозяйства и других смежных отраслей за счёт внедрения передовых биотехнологических решений.
- Технологический суверенитет и лидерство: развитие собственной биоэкономики рассматривается как стратегически важный шаг для снижения зависимости от импортных технологий и продукции, а также для занятия ведущих позиций на мировом рынке.
- И наконец, новый национальный проект должен способствовать дальнейшему расцвету науки и производства, а также решению кадрового вопроса для работы в такой новой сфере, как биоэкономика. В конечном итоге новый нацпроект должен привести к росту экономики и повышению уровня жизни в стране.
Ответ на вызовы
Глобальные вызовы в области продовольственной безопасности, связанные с ростом народонаселения планеты и изменением климата, цифровой трансформацией экономики, требуют должного отклика. И здесь «Щёлково Агрохим» даёт достойный ответ сразу по нескольким направлениям.
Прежде всего это обширные селекционно-семеноводческие программы в Орловской области, на Центральном Черноземье и в Краснодарском крае, нацеленные на формирование замкнутого цикла сельскохозяйственного производства. По словам члена-корреспондента РАН Александра Прянишникова, в рамках этой работы «Щёлково Агрохим» создаёт для АПК России системы новых сортов, дополняющих друг друга по комплексу хозяйственных и биологических свойств; обеспечивает программы первичного и оригинального семеноводства достаточными объёмами исходного материала; формирует 100-процентный уровень обеспеченности промышленного семеноводства собственными сортами.
Научный консорциум по селекции
Для решения столь фундаментальных биотехнологических задач «Щёлково Агрохим» задействовует уникальные коллективы учёных из научных институтов по всей стране: от Института фундаментальных проблем биологии РАН и Института общей генетики РАН до ВНИИСБ, ВНИИМК им. В.С. Пустовойта и НИИСХ Северного Зауралья и др. С целым рядом научных учреждений существуют совместные программы исследований. Так, с институтом Цитологии и генетики (ИЦиГ СО РАН) совместная программа работы нацелена на получение константных (не расщепляющихся) форм растений, выявление сопряжённости индексов NDVI с молекулярными маркерами, контролирующих темпы развития растений. С учёными из Института фундаментальных проблем биологии (г. Пущино) ведётся оценка сортовых особенностей по активности фотосинтетического аппарата растений, поиск генетических маркеров, определяющих функционал фотосинтетических и продукционных процессов у растений, и др.
Цифровые двойники
Для тестирования аграрных технологий «Щёлково Агрохим» разработал собственную цифровую новинку – иммерсивного цифрового двойника. Это виртуальная копия реального производства, позволяющая изучать и моделировать сельскохозяйственные процессы в режиме реального времени и проводить виртуальные испытания технологий и сельхозмашин.
Начальник отдела информационных технологий «Щёлково Агрохим» Дмитрий Москвин на конференции в г. Щёлково представил эту разработку компании широкой публике. Двойник повторяет всё, что происходит на промышленном объекте или в теплице, и позволяет моделировать любой процесс – от роста растений до работы оборудования. На основе данных, получаемых от цифрового двойника, можно оценивать потребности в ресурсах, прогнозировать болезни полевых культур и оперативно реагировать на любые изменения, что повышает эффективность работы.
Дмитрий Москвин - начальник отдела информационных технологий «Щёлково Агрохим»
Система также способна прогнозировать степень износа производственного оборудования, позволяя сократить вероятность его отказов. Новый софт даёт возможность проводить краш-тесты и обучать сотрудников на симуляторе, где ошибки становятся безопасной частью практики, помогая предотвратить реальные инциденты. Следующим этапом развития станет внедрение искусственного интеллекта для автоматизации управления процессами.
Цифровой образ сорта
Прошедшей осенью также было подписано соглашение между «Щёлково Агрохим» и Госсорткомиссией. В рамках совместной работы стороны займутся внедрением цифровых технологий в селекционный процесс. Первым шагом станет реализация пилотного проекта по формированию цифрового образа сортов и гибридов. Этот подход позволит анализировать и прогнозировать фенотипические и генотипические характеристики новых растений в виртуальной среде, что значительно ускорит создание новых сортов, адаптированных для разных регионов страны.
Заключение
Возможности искусственного интеллекта, машинное обучение, доступ к большим данным стали новой магией и навсегда изменили наши подходы к развитию биотехнологий. Никогда раньше у человечества не было такого количества инструментов для анализа и улучшения сложных биологических систем и оптимизации самых разных процессов. Несомненно, развитие биоэкономики ускорит научные открытия в области сельского хозяйства и промышленности и обеспечит технологический суверенитет страны.