Е.В. Желтова: Время диктует свои условия, которые порой полностью перечеркивают то, что ранее казалось непреложной истиной. И вопреки правилам прошлого, «больше - не значит лучше». К примеру, уменьшая состав действующего вещества в препарате можно добиться большей эффективности. Но как?
Е.В. Желтова
Директор по науке АО «Щелково Агрохим»
«Исследовать - значит видеть то, что видели все, и думать так, как не думал никто».
Альберт Сент-Дьёрди
Время диктует свои условия, которые порой полностью перечеркивают то, что ранее казалось непреложной истиной. И вопреки правилам прошлого, «больше - не значит лучше». К примеру, уменьшая состав действующего вещества в препарате можно добиться большей эффективности. Но как?
Сегодня рынок пестицидов России пополнился новыми, эффективными препаратами, в которых снижено утвержденное ранее количество действующего вещества, но усиленно действие на вредные объекты. Это стало возможным благодаря уникальной препаративной форме.
Начало 21 века ознаменовалось новыми открытиями в области агрохимии. В этот период в российской компании «Щелково Агрохим» были созданы и зарегистрированы два препарата - Тебу 60, МЭ и Зонтран, ККР. Это был огромный прорыв в науке. Прошло чуть более десяти лет, и список препаратов пополнился новыми наименованиями: протравители семян - Тебу 60, МЭ, Скарлет, МЭ, Бенефис, МЭ, Поларис, МЭ; гербициды - Дротик, ККР, Зонтран, ККР; фунгициды - Титул 390, ККР, Титул Дуо и др. В этих наименованиях нам более всего интересны аббревиатуры после запятой - ККР и МЭ.
Рис. Инновационные препараты «Щелково Агрохим»
Все уникальное - просто. Открытия окружают нас на каждом шагу, стоит только взглянуть на мир под другим углом. Сложное сочетание «концентрат коллоидного раствора» (ККР), по технологии которой созданы перечисленные препараты, - это тот же осенний туман, или едкий дым от костра, или пена для бритья, с которой начинается утро многих мужчин.
Colloidal dispersion
Коллоидные системы занимают промежуточное место между истинными растворами (электролит, спирт и т. д.) и грубодисперсными смесями (взвесями) - эмульсиями, суспензиями и т.д.
Коллоидная система - это система, в которой дискретные частицы, капли или пузырьки дисперсной фазы, имеющей размер хотя бы в одном из измерений от 1 до 100 нм, распределены в другой фазе, обычно непрерывной, отличающейся от первой по составу или агрегатному состоянию и именуемой дисперсионной средой. Размеры коллоидных частиц варьируются в пределах от 0,0001 до 0,1 мкм.
Рис Концентрат коллоидных растворов
В чем же их особенность? Популярность коллоидных систем в их уникальных свойствах:
- свободное прохождение света (в прозрачных коллоидах наблюдается рассеивание светового луча) рис...
- невыпадение в осадок (броуновское движение поддерживает
их во взвешенном состоянии).
Эти свойства передаются и препаратам, созданным на основе коллоидов. Таким образом, названные препараты никогда не выпадают в осадок (имеют прозрачный цвет) и обеспечивают: высокий коэффициент покрытия, смачивания и многократно увеличенную степень поглощения и передвижения внутри растения от кутикулы до клетки.
Микроэмульсии (МЭ) - достижение российских ученных. Это концентрат коллоидного раствора характеризующиеся термодинамической устойчивостью. Образуются самопроизвольно при смешении двух жидкостей с ограниченной взаимной растворимостью. Размер частиц дисперсной фазы (микрокапель) составляет 10-100 нм. системы, образуемые двумя взаимно нерастворимыми жидкостями. Различают два основных типа МЭ: прямые (типа "масло в воде") и обратные ("вода в масле"). Малый размер капель делает систему устойчивой и, преимущественно, прозрачной, что отличает ее от обычных эмульсий.
MЭ активно применяются при изготовлении моющих средств, смазочных материалов, покрытий и др. Не обошла эта тенденция и агрохимию.
Традиционно протравители семян выпускались в виде суспензионных концентратов (КС) или смачивающихся порошков (СП). Микроэмульсии - разработка российских ученых, сложные системы, которые долгое время существовали, главным образом, в виде лабораторных разработок. «Щелково Агрохим» - первая российская компания, наладившая выпуск пестицидов на основе МЭ в промышленных масштабах. А ведь это не так просто. Одно дело разработать препарат в лаборатории, а другое - вывести его на промышленный уровень. Для этого необходимы огромные инвестиции, наличие современной высокотехнологичной исследовательской базы, высококвалифицированного персонала, возможность экспериментировать и проводить тестирование в мульти-функциональной лаборатории.
Защита растений на молекулярном уровне
Сегодня в ассортименте «Щелково Агрохим» уже четыре микроэмульсионных фунгицидных протравителя, в том числе и новые трехкомпонентные препараты: Бенефис, МЭ (50 г/л металаксила + 40 г/л имазалила + 30 г/л тебуконазола) и Поларис, МЭ (100 г/л прохлораза +25 г/л имазалила + 15 г/л тебуконазола). Вероятно, в скором времени эта препаративная форма заменит порошки, концентраты, суспензии, концентраты эмульсий и др. Ведь преимущества МЭ перед традиционными суспензионными формами протравителей семян очевидны: легкое проникновение внутрь зерна из-за высокой дисперсности (рис 1,2), максимально возможное исключение потерь протравителя с поверхности семенного материала за счет осыпания при транспортировке и посеве; способность смешиваться с водой в любом соотношении, образуя при этом стабильный во времени рабочий раствор. МЭ смешиваются с водой в любом отношении, образуя стабильный во времени рабочий раствор.
Они не подвержены расслоению и разложению в процессе хранения.
Препараты выгодно отличаются не только высокой эффективностью, но и положительным влиянием на интенсивность роста культурных растений, что, в конечном счете, формирует величину урожайности.
Рис Степень проникновения ДВ в семя
Технология МЭ нацелена на получение препаратов, образующих рабочие растворы с дисперсностью менее 0,01 микрона (наноуровень), т. е. в тысячи раз меньше, чем у традиционных препаратов. Чем меньше размер частиц, тем легче они проникают в семена, обеспечивая более длительную и более эффективную защиту. Такой уровень дисперсности позволяет защищать растение на молекулярном уровне.
Бенефис и Поларис производятся с января 2013 г. и сегодня активно внедряются в сельское хозяйство. Коэффициент поглощения этих препаратов в три раза выше, чем у КС-формуляций при одинаковом содержании действующего вещества, что способствует повышению их эффективности за счет максимального использования целевых свойств фунгицидов.
Рассмотрим преимущества новой формуляции с точки зрения эффективности препаратов.
Причиной значительного снижения урожайности (около 20 %) являются болезни растений, поэтому очень важно правильное и своевременное применение протравителей семян и фунгицидов. Бенефис, МЭ - трехкомпонентный фунгицидный протравитель для предпосевной обработки семян зерновых культур и сои, проявляющий исключительное действие против корневых гнилей. Поларис, МЭ - трехкомпонентный фунгицидный протравитель для предпосевной обработки семян зерновых культур, проявляющий усиленное действие против снежной плесени и других болезней. Входящий в состав препарата биоактиватор оказывает ростостимулирующее действие: стимулирует развитие колеоптиля, формирует мощную корневую систему, повышает засухо- и морозоустойчивость, снижает пестицидную нагрузку на окружающую среду за счет повышения эффективности и снижения норм расхода.
Оба препарата превосходят большинство протравителей семян по широте спектра действия за счет комбинации трех действующих веществ. Препаративные формы в виде микроэмульсии обеспечивают максимальное проникновение действующих веществ внутрь семени, мощную и пролонгированную защиту в период вегетации. Это, несомненно, определяющий фактор при выборе препаратов.
Применение инновационных препаратов, созданных по принципу коллоидных систем, - это метод эффективной борьбы с вредными объектами на молекулярном уровне за счёт лёгкого проникновения и свободного перемещения внутри растения, возможность получать высокие урожаи с меньшими затратами, сохраняя окружающую среду для будущего поколения.
05.11.2014 0На III Всероссийском форуме «Русское поле» состоялся круглый стол, посвящённый современной селекции и новым методам работы в этом направлении. Модератором дискуссии выступил генеральный директор «Щёлково Агрохим», академик РАН Салис Добаевич Каракотов.
Открывая мероприятие, он отметил, что за последние годы российская селекция сделала значительный шаг вперёд. Развиваются современные методы ускоренного отбора, маркерная селекция, генетические и цифровые технологии, появляются новые высокопродуктивные сорта и гибриды. Однако главным вопросом сегодня становится не только создание новых селекционных достижений, но и их эффективное внедрение в производство.
«Сегодня, я надеюсь, мы будем говорить уже о некоторых практических результатах, которые уже можно ощущать, щупать и чувствовать руками, глазами», — отметил Салис Каракотов.
Одним из центральных выступлений круглого стола стал доклад директора Всероссийского научного-исследовательского института сельскохозяйственных биотехнологий, академика РАН, профессора, д.б.н. Геннадия Карлова, посвящённый применению современных генетических технологий в селекции.
Он отметил, что сегодня селекция постепенно переходит от традиционных подходов к более точным технологиям, позволяющим ускорять создание нового селекционного материала с заданными свойствами. При этом, по его словам, важно не подменять реальную научную работу маркетинговыми заявлениями о применении самых современных методов.
Особое внимание Геннадий Карлов уделил сочетанию генетических технологий с ускоренным выращиванием растений — спидбридингом. Такой подход позволяет получать несколько поколений растений в течение года и существенно сокращать сроки селекционной работы.
В качестве примера он привёл проекты, в которых новые линии удалось получить примерно за 18 месяцев вместо шести лет при работе в традиционных условиях.
«Современная селекция превратилась уже из искусства в точную науку», — подчеркнул Геннадий Карлов.
При этом он отметил, что генетические технологии не заменяют работу селекционера и не позволяют автоматически создать новый сорт. Их основная задача — повысить точность отбора, быстрее исключить неперспективный материал и эффективнее работать со сложными признаками.
Отдельное внимание в докладе было уделено взаимодействию науки и бизнеса. Геннадий Карлов рассказал о совместных проектах Института цитологии и генетики с российскими селекционными компаниями, в том числе с «Щелково Агрохим».
«Не нужно везде городить этот огород. Можно использовать ресурсы тех организаций, которые имеют компетенции и оборудование», — отметил он, подчеркнув важность кооперации между научными центрами и селекционными компаниями.
Сегодня совместная работа ведётся по созданию генетических технологий нового поколения и цифровых решений для селекции. Одним из результатов такого проекта должен стать «цифровой помощник селекционера», который сможет анализировать данные и давать рекомендации, не заменяя при этом самого специалиста.
В ходе обсуждения Салис Каракотов также привёл примеры результатов сотрудничества «Щелково Агрохим» с научными организациями.
«Два примера, которые нас с вами связывают, — это создание пшеницы, которая вошла в десяток сортов с урожайностью выше 100 центнеров, и соя, которая приблизилась к 45% по протеину. Это важные вопросы, которые с вашей помощью удалось решить», — отметил он.
По словам Салиса Каракотова, несмотря на появление новых сортов и гибридов, средняя урожайность основных сельскохозяйственных культур пока не демонстрирует необходимого скачка. Между тем перед отраслью поставлена серьёзная задача — к 2030 году увеличить производство зерна до 170 млн тонн.
«Честно надо признаться, что эта величина требует другого подхода. Мы не видим, что сильно скакнули по урожаю. А такими темпами к 2030 году 170 млн тонн мы не соберём», — подчеркнул академик РАН.
По его мнению, необходимо не только создавать новые сорта и гибриды, но и быстрее внедрять наиболее продуктивные из них в сельскохозяйственное производство. При этом селекционные достижения должны сопровождаться соответствующими технологиями выращивания.
«Пшеница должна в среднем подрасти на 5–6 центнеров. Соя должна подрасти на 3–4 центнера. Подсолнечник, который даёт нам маржинальность, но стоит на урожайности 15–16 центнеров, должен подняться до 20 центнеров», — отметил Салис Каракотов.
В завершение дискуссии участники вновь вернулись к главному вопросу: каким должен быть следующий этап развития отечественной селекции. По мнению участников круглого стола, он связан не только с внедрением новых генетических и цифровых инструментов, но и с более тесной интеграцией науки, селекции, семеноводства и агротехнологий.
«Хорошему селекционному достижению должны быть хорошие технологии. Эти сокровища селекционные, которые вы создаёте, должны иметь хорошую огранку», — подчеркнул Салис Каракотов.