Астрологический год Крысы подходит к концу, но на проблему мышевидных грызунов данный факт, увы, не влияет. Более того, в сельском хозяйстве она остаётся одной из наиболее злободневных. Филиалы ФГБУ «Россельхозцентр» по Краснодарскому краю, Ростовской, Волгоградской, Новгородской, Тамбовской областям, Республике Хакасия и другим регионам страны рапортуют о высокой численности этих вредителей. В чём заключаются сложности борьбы с мышевидными грызунами и какие меры помогают добиться наилучшего эффекта? Об этом рассказывают наши эксперты.
Астрологический год Крысы подходит к концу, но на проблему мышевидных грызунов данный факт, увы, не влияет. Более того, в сельском хозяйстве она остаётся одной из наиболее злободневных. Филиалы ФГБУ «Россельхозцентр» по Краснодарскому краю, Ростовской, Волгоградской, Новгородской, Тамбовской областям, Республике Хакасия и другим регионам страны рапортуют о высокой численности этих вредителей. В чём заключаются сложности борьбы с мышевидными грызунами и какие меры помогают добиться наилучшего эффекта? Об этом рассказывают наши эксперты.Что изменилось?
На самом деле проблема мышевидных грызунов далеко не нова, утверждает Анатолий Яковлев, к. б. н., ведущий сотрудник сектора биологической регламентации использования родентицидов Всероссийского института защиты растений (ВИЗР). Другое дело, что видовой состав вредителей и характер их вредоносности тесно связаны с используемыми технологиями, степенью освоения земель и ассортиментом защиты растений. К примеру, когда уборка зерновых культур велась вручную или простейшими уборочными машинами, колосья вязали в снопы. Это приводило к огромным потерям зерна в поле, и виной тому было несколько видов грызунов, включая мышь полевую и мышь домовую.
Решить эту проблему помогло комбайнирование. Но с появлением высокопроизводительной сельхозтехники на горизонте возникла другая проблема! Освоение целинных земель привело к массовой вредоносности сусликов. Правда, в настоящее время их вредоносность практически утратила значение. Более того, некоторые виды сусликов даже находятся под охраной.
– Сегодня сельское хозяйство переживает этап устойчивой интенсификации производства. Это повышает эффективность контроля над вредными видами. В частности, в борьбе с мышевидными грызунами аграрии используют антикоагулянтные родентициды. С другой стороны, фактором, усугубляющим ситуацию с вредными видами грызунов, являются энергосберегающие технологии обработки почвы, – говорит Анатолий Яковлев.
Этот факт подтверждает Николай Новиков, энтофитопатолог филиала ФГБУ «Россельхозцентр» по Ростовской области: – Отказ от вспашки и предпосевной обработки почвы, посев прямым способом по пожнивным остаткам, а также сохранение растительных остатков на поверхности почвы – всё это способствует улучшению условий обитания мышевидных грызунов. Их норы на полях не подвергаются разрушению, а посев прямым способом позволяет питаться только что высеянными семенами. В свою очередь, слой растительных остатков служит укрытием от хищников. Такая ситуация наблюдалась, в частности, осенью и весной в Орловском районе на посевах озимого рапса, который возделывают по ресурсосберегающим технологиям обработки почвы, – рассказывает он.
Зоны вредоносности
В середине прошлого века советский зоолог, профессор Илья Поляков разработал классификацию зон вредоносности мышевидных грызунов. По словам Анатолия Яковлева, эта классификация, основанная на агроклиматическом районировании, сохраняет свою актуальность и в настоящее время. Получается, чем выше и устойчивее уровень сельскохозяйственного производства, тем выше вредоносность грызунов. Таким образом, в зоне высокой вредоносности с наиболее частыми вспышками массового размножения находится Краснодарский край, затем следуют Ростовская область и Ставрополье.
– Зона средней вредоносности, включающая в себя Центрально-Чернозёмный регион и Среднее Поволжье, характеризуется не столь частыми вспышками численности грызунов. Для земледельческих областей Сибири и Дальнего Востока также характерны редкие подъёмы численности. А к зонам, где грызуны демонстрируют слабую вредоносность, относятся области северо-запада нашей страны, – продолжает Анатолий Яковлев.
Но перемены в климате вносят свои коррективы в фитосанитарную ситуацию. По словам Наталии Бабич, старшего научного сотрудника сектора биологической регламентации использования родентицидов ВИЗР, в последние годы из-за участившихся тёплых зим наблюдается большее, чем прежде, проявление вредоносности грызунов в Центральном округе.
– Здесь накоплен меньший опыт отражения нашествий вредителя, и аграрии часто упускают сроки проведения родентицидных обработок. Соответственно, это приводит к более серьёзным повреждениям растений, – констатирует учёный.
Мышам на Дону жить хорошо
А теперь – немного теории. Мышевидные грызуны – многоядные вредители, которые повреждают культуры с момента их посева. Часть растений гибнет из-за их роющей деятельности. Так, при плотности поселений свыше 1000 жилых нор на гектар возможно сплошное повреждение посевов. Хорошего урожая от таких полей ждать не приходится.
Обратимся к ситуации в регионах, где проблема мышевидных грызунов стоит наиболее остро. По словам Николая Новикова, росту численности и вредоносности грызунов на донской земле способствуют как благоприятный климат, так и хорошая кормовая база.
– Несмотря на незначительное распространение снежного покрова, мягкая зима с продолжительными оттепелями способствует выживанию значительного количества мышевидных грызунов, – говорит он. – Особое место среди них занимает обыкновенная полёвка, которая встречается во всех районах Ростовской области. Она избегает сухих мест и селится в увлажнённых низинах, впадинах, на лугах и склонах балок, поросших злаками и бурьянистой сорной растительностью.
Эксперт напоминает, что в основе «рациона» полёвок лежат преимущественно вегетативные части растений. В пахотном слое почвы они роют длинные разветвлённые норы, что приводит к гибели проростков. Зимой вредители обгрызают корни молодых деревьев и объедают кору у основания ствола, повреждают находящиеся под снегом побеги малины и земляники. За сутки одна особь съедает до 35 г корма.
Особенностью мышевидных грызунов является их плодовитость. В частности, молодые полёвки приносят детёнышей уже в возрасте 35-40 дней. Размножение происходит практически круглогодично: при наличии достаточного количества корма приплод появляется даже зимой. За год одна самка приносит до 10 приплодов, в каждом из которых имеется по 4-8, а порой – до 12 детёнышей.
Особенности физиологии
Мышевидные грызуны не так примитивны, как могут показаться на первый взгляд:
– Физиология некоторых видов устроена таким образом, что условия сельскохозяйственного производства оказываются для них оптимальными, – продолжает Анатолий Яковлев. – Обыкновенная, восточноевропейская и общественная полёвки нашли свою нишу благополучия на озимых зерновых культурах и многолетних травах. С осени и до уборки урожая они кормятся и находят убежище на посевах этих культур. Домовая мышь – вредитель запасов, и она способна обходиться без свободной воды. Происходит это благодаря её уникальной способности повышать концентрацию солей в моче. В результате грызунам этого вида достаточно метаболической воды, которая образуется при расщеплении углеводов. Грубо говоря, мышь может жить и размножаться, не выходя из мешка с зерном, – поясняет эксперт.
По словам Наталии Бабич, наибольшие площади заселения мышевидными грызунами приходятся на озимые колосовые. Сильнее всего повреждаются посевы, на которые грызуны переходят с таких предшественников, как подсолнечник, кукуруза, сахарная свёкла и посевы многолетних трав.
От депрессии до пика
Анатолий Яковлев разъясняет: в популяционном цикле мышевидных грызунов выделяют несколько этапов (или фаз). Фраза «мышевидные грызуны находятся в депрессии» означает, что их численность минимальна и хозяйственного значения эти вредители не представляют. Другое дело, когда численность достигает пиковых значений: в этом случае экономические потери также становятся очень высокими.
– Неблагоприятное время популяция переживает в стациях-резервациях. Это могут быть посевы многолетних трав, обочины, лесополосы, залежи, – рассказывает Анатолий Яковлев. – Выход из депрессии может занимать год, но иногда для этого достаточно одного сезона. Если в начале вегетации на одном гектаре обнаруживается несколько нор, то к осени их количество может вырасти до 1000 и более. Пик численности наступает зимой, а к весне она обычно идёт на спад. При этом в зависимости от сложившихся условий может произойти возврат к депрессивному состоянию популяции либо сохранение очагов размножения, – поясняет учёный.
Условия повышенного риска
По словам Наталии Бабич, к массовому размножению мышевидных грызунов приводит совпадение ряда факторов. К ним относят погодные условия, увеличение площадей под озимыми колосовыми культурами и многолетними травами, поверхностную систему обработки почвы, потери зерна при уборке урожая, а также доступность и эффективность применения родентицидов. Обычно рост численности происходит с периодичностью в 3-4 года. Но погодные условия, а также комплекс профилактических и защитных мероприятий способны уменьшить намечавшийся подъём и, соответственно, снизить потери.
– Наибольшие подъёмы численности мышевидных грызунов пришлись на начало 2000-х годов. Большие площади были обработаны в период массового размножения в 2007 и 2009 годах. Затем ситуация стабилизировалась. И новый существенный рост вредоносности был связан с благоприятными погодными условиями и рекордными урожаями зерна в 2017 и 2018 годах.
Что касается нынешнего года, мы наблюдаем локальные подъёмы численности мышевидных грызунов, – продолжает эксперт.
Так за мягкую зиму сезона-2019/20 вредитель накопился повсеместно. Но жара и происходившие местами затопления сбивали широко идущий подъём численности. Как результат, больше всего от грызунов пострадали территории с тёплым и влажным летом.
– Тем не менее, в Ростовской области даже засуха не помогла избежать вредоносности полёвки. Здесь неблагоприятные условия, сложившиеся на неудобьях, усилили миграцию грызунов на сочные культурные растения, – сетует Наталия Бабич.
Антропогенные и естественные факторы
Среди мер, которые может принять человек для снижения численности грызунов, Анатолий Яковлев называет соблюдение севооборота, минимизацию пожнивных остатков, глубокую обработку почвы, ликвидацию засорённости смежных территорий.
В свою очередь, Николай Новиков рассказывает о естественных причинах снижения численности грызунов. Важную роль в этом играют птицы (канюк, лунь, сова, сыч, а также чайки, грачи и вороны) и хищные млекопитающие (ласка, хорь, лисица). Помимо этого, летом популяция может находиться в фазе депрессии из-за продолжительной засухи: она делает кормовую базу более скудной.
– Скученность особей приводит к эпизоотиям – вспышкам заболеваний в популяциях. К примеру, нынешним летом мы отмечали случаи групповой гибели мышевидных грызунов на участках, где родентицидные препараты не применяли. Этот факт может свидетельствовать о распространении в популяции болезней, которым подвержены вредители. В списке – туляремия, лептоспироз, бруцеллёз, – перечисляет Николай Новиков.
Кроме того, гибель полёвок, особенно молодняка, вызывают проливные дожди или зимние оттепели. А зимой к массовой гибели грызунов приводят образование на почве притёртой ледяной корки и длительные морозы при отсутствии устойчивого снежного покрова.
ЭПВ как точка отсчёта
– Методические рекомендации приводят ориентировочные пороги вредоносности на тот исторический период, когда основные защитные мероприятия проводились с использованием фосфида цинка. В настоящее время численность 50-100 жилых нор на гектар для озимых колосовых нельзя считать признанным ЭПВ, – утверждает Наталия Бабич.
С этим согласен Анатолий Яковлев: по его словам, современные условия сельхозпроизводства вынуждают пересматривать экономический порог вредоносности (ЭПВ) грызунов в сторону его снижения. Это 10-20 нор на гектар, если речь идёт о защите полевых культур на больших площадях. На малых угодьях целесообразно проводить родентицидные обработки с начала их заселения грызунами. А для защиты запасов возможны профилактические обработки, которые проводят до начала заселения. «Такой подход оправдан ко всем массовым видам вредных грызунов», – добавляет учёный.
Алгоритм действий
Принимать решение надо по каждому конкретному полю. Для начала нужно определить, преобладают ли полёвки в видовом составе грызунов. Об их присутствии говорят погрызы растений и трава в норах. Также подсчитывают плотность жилых колоний и нор на гектар, общий уровень заселённости угодий в хозяйстве и плотность поселений на примыкающих угодьях. Если возможно, следует получить данные по интенсивности размножения.
– Допустим, обследования проводились в октябре в зоне сильной вредоносности. Выявлено, что большинство угодий в хозяйстве заселено грызунами. Установлен и факт роста численности популяций. Маршрутный учёт показал: на поле озимой пшеницы численность жилых нор на гектар составляет 5-10 штук. Это ниже порога, указанного в рекомендациях. Однако с учётом повсеместного роста численности решение должно склоняться в пользу проведения защитных мероприятий. В таком случае специалисты регионального Россельхозцентра подготавливают сигнализационное сообщение, в нём указаны корректировки порогов вредоносности в данном сезоне, – раскрывает алгоритм действий Наталия Бабич.
Если в районе ситуация с грызунами не вызывает опасений, а в конкретном хозяйстве обследования выявляют единичные колонии на нескольких полях, через 2-3 недели нужно провести повторные обследования. При сохранении фазы депрессии необходимость в обработках отпадает.
По словам Наталии Бабич, тяжелее складывается ситуация, когда нашествие грызунов не удалось остановить в самом его начале и в популяции вредителя идёт массовое размножение. Основные сложности возникают при определении последовательности проведения защитных мероприятий. И в первую очередь обработки нужны на тех угодьях, где урожай ещё можно спасти.
– Для начала определяют локализацию очагов с повышенной численностью грызунов. Затем берут под контроль ценные посевы, примыкающие к этим очагам. Необходимой мерой защиты может стать окружение старых посевов многолетних трав либо других стаций, перенаселённых грызунами, заградительными обработками. Кроме того, эффективной бывает распашка таких очагов от краёв к центру с обязательными барьерными обработками примыкающих культур, – перечисляет учёный.
От депрессии – к росту численности за один сезон
А теперь вернёмся в Ростовскую область, где специалисты Россельхозцентра ежегодно проводят масштабную работу по выявлению мышевидных грызунов. Николай Новиков поделился с нами цифрами за два сезона: они отлично характеризуют, как стремительно может меняться ситуация, когда речь идёт о мышевидных грызунах.
Итак, летом 2019 года специалисты обследовали 269,8 тыс. га сельхозземель. Заселение было обнаружено на 15,2 тыс. га, то есть всего на 7% обследованной площади. Средневзвешенная численность составляла 4,3 жил. норы на гектар, максимальная доходила до 15 жилых нор. Таким образом, превышения ЭПВ зафиксировано не было. Популяция мышевидных грызунов находилась в фазе депрессии, и обработки родентицидами не проводились.
Во время зимне-весеннего этапа мониторинга 2020 года было обследовано 1229,4 тыс. га. В результате массового размножения оказалось заселено 359 тыс. га (29% обследованной площади). Средневзвешенная численность составила 20,4, максимальная – 323 жил. норы/га. Превышение ЭПВ выявлено на площади 39,7 тыс. га. Как результат, под обработкой оказались 251,1 тыс. га.
Уже после уборки зерновых культур и до появления всходов озимых специалисты ростовского филиала Россельхозцентра обследовали 524,8 тыс. га. Заселение выявлено уже на 374,3 тыс. га (71% обследованной площади). Средневзвешенная численность составляет 73,6, максимальная – 500 жил. нор/га.
– Этим летом происходила миграция мышевидных грызунов на посевы подсолнечника, кукурузы, сахарной свёклы и многолетних трав, находящихся в стадии вегетации. Это связано с недостатком кормовой базы в местах резерваций, то есть на защитных лесных полосах, пастбищах и других естественных угодьях, а также с отсутствием осадков в местах их обитания. Стебли подсолнечника и кукурузы, корнеплоды сахарной свёклы в этот период являются для них единственным источником влаги, – поясняет Николай Новиков. По словам эксперта, нынешней осенью ожидается заселение посевов мышевидными грызунами выше ЭПВ.
Юг под угрозой
В других регионах юга России ситуация складывается аналогичным образом. В частности, обследования сельхозугодий, проведённые специалистами филиала Россельхозцентра в Краснодарском крае, подтверждают: популяция мышевидных грызунов находится в фазе массового размножения. В ней обнаружен молодняк нового помёта, а также беременные самки (с числом эмбрионов от 6 до 8).
Осенью были заселены посевы многолетних трав, обочины дорог, поля после уборки сахарной свёклы, кукурузы и других культур. Наибольшая численность отмечается в северной, центральной, южно-предгорной зонах края. А на отдельных полях многолетних трав численность достигает 1000 жилых нор на гектар и выше.
Хозяйства края по рекомендации филиала приступили к обработкам стаций-резерваций ещё в августе. Специалисты Россельхозцентра отмечают: первостепенной задачей, которая стоит сейчас перед аграриями, является защита всходов зерновых культур от повреждений грызунами. Из-за роющей активности полёвок озимые колосовые могут понести невосполнимые потери, предупреждают эксперты.
Опасно, фосфид цинка!
В борьбе с мышевидными грызунами аграрии используют микробиологические и химические родентициды. Но при выборе препарата необходимо учитывать его безопасность в отношении окружающей среды и других живых существ! Долгое время российские земледельцы применяли опасные, высокотоксичные вещества, в том числе фосфид цинка. Следует помнить, что он давно запрещён к применению на территории Российской Федерации. Дело в том, что фосфид цинка очень ядовит для людей: случайное вдыхание этого вещества вызывает отёк лёгких, поражаются печень, почки, сердце и нервная система. Ценой такой ошибки может стать человеческая жизнь.
К сожалению, до сих пор некоторые хозяйства используют фосфид цинка в борьбе с мышевидными грызунами. Один из случаев, повлёкших за собой громкие последствия, произошёл в Краснодарском крае. Зимой нынешнего года в одном из его районов произошёл массовый случай отравления и гибели птиц, а также зайцев. Исследование мёртвых птиц показало, что в их крови был выявлен фосфид цинка. Зёрна, обработанные этим ядом, были разбросаны по посевным полям. Серьёзные нарушения при обращении с пестицидами и агрохимикатами выявлены тогда в кубанском хозяйстве, которому впоследствии был назначен штраф.
Решение – ИЗОЦИН БФК, МК
Региональные филиалы Россельхозцентра призывают земледельцев отказываться от этой пагубной практики в пользу эффективных, но при этом безопасных для человека и окружающей среды препаратов. Применяя пестициды, необходимо руководствоваться требованиями СанПиН 1.2.2584-10 п. 2.19, то есть обработки можно проводить лишь препаратами, включёнными в Список пестицидов и агрохимикатов, разрешённых к применению на территории РФ, в соответствии с установленными рекомендациями.
Высокую эффективность демонстрирует вещество бродифакум – антикоагулянт из группы кумаринов. Он уничтожает все виды грызунов, в том числе популяции, устойчивые к другим родентицидам-антикоагулянтам.
Бродифакум (2 г/л) входит в состав препарата ИЗОЦИН БФК, МК. Как результат, данный родентицид обладает ярко выраженными кумулятивными свойствами и кожно-резорбтивным действием. Проще говоря, ИЗОЦИН БФК, МК вызывает местные воспалительно-некротические изменения в тканях, а после попадания в кровь распространяется по всему организму в кратчайшие сроки. Как показывают многочисленные опыты и результаты производственного применения препарата ИЗОЦИН БФК, МК, он смертелен для грызунов даже при однократном поедании приманки.
Бродифакум препятствует свёртыванию крови и вызывает у грызунов внутренние кровотечения. Уже через сутки после потребления летальной дозы уровень свёртываемости резко снижается. Любое внешнее либо внутреннее повреждение приводит к внутреннему кровотечению, в результате которого грызуны погибают. В большинстве случаев смерть наступает в сроки от 3 до 8 суток после перорального поступления препарата в организм.
Препаративной формой родентицида ИЗОЦИН БФК, МК является масляный концентрат. Благодаря этому действующее вещество равномерно распределяется в приманочной основе, что сводит к минимуму риски вымывания и потери активного вещества из приманки, а эффективность защитных мероприятий возрастает.
Комплексный подход
Таким образом, борьба с мышевидными грызунами подразумевает комплексный подход. Он включает в себя следующие элементы контроля:
-
своевременная и качественная (без потерь) уборка урожая зерновых культур;
-
обязательная заделка соломы в почву и уничтожение падалицы;
-
борьба с сорняками на целинных землях;
-
глубокая вспашка почвы;
-
соблюдение установленных санитарных норм на объектах сельхозпроизводства;
-
своевременный мониторинг численности грызунов на полях и в местах их резервации (с отслеживанием динамики её изменения);
-
применение эффективных родентицидов, в том числе ИЗОЦИН БФК, МК.
Betaren Agro №10, 2020
10.11.2020 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.