На финальный результат полевой кампании – урожайность и качество зерна при уборке – оказывают влияние десятки факторов. И способ посева – один из них, причём немаловажный.
В зависимости от площади питания, доступной каждому растению, определяются его дальнейший рост и развитие. Приняв за аксиому это утверждение, научные консультанты Уфимского представительства «Щёлково Агрохим» заложили очередной нестандартный опыт: посеяли яровую пшеницу широкорядным способом. Результатом стало не только повышение урожайности – плюс 14 центнеров к контролю, – но и улучшение качества зерна. Подробнее о необычном опыте нам рассказала старший научный консультант Уфимского представительства Римма Вахитова.
Яровая пшеница, широкорядный сев с междурядьями 38 см, Республика Башкортостан, 2023 год
– Римма, расскажите, пожалуйста, как возникла идея испытать широкорядный способ сева на пшенице. И в чём преимущества такого способа сева? Вы в первую очередь боролись с недостатком влаги?
– Давайте начнём с того, что способ сева и нормы высева семян определяют площадь питания каждого растения, что в дальнейшем влияет на объём урожая и его качество. Широкорядный – один из известных способов посева, его используют преимущественно для пропашных культур, которые поглощают много влаги и питательных веществ. Для пшеницы привычным является рядовой посев. Но! Мы постоянно находимся в поиске новых решений, стараемся искать нестандартные пути для улучшения результатов и совершенствуем существующие технологии.
В случае с широкорядным посевом мы исходили из того, что при возделывании зерновых с широкими междурядьями создаются условия для самостоятельного управления микроклиматом. Весной такое поле прогревается интенсивнее, что способствует более дружным всходам. В годы с дефицитом осадков за счёт меньшей нормы высева снижается конкуренция за влагу. При интенсивных дождях поле с широким междурядьем, наоборот, продувается активнее. Кроме того, в широкорядном посеве растения лучше освещаются, как следствие – меньше вытягиваются и меньше образуют подгон; следовательно, будут более устойчивы к полеганию. В широкорядных посевах, когда густота стеблестоя оптимальна, растения могут максимально обеспечить свои биологические потребности.
Все эти преимущества широкорядного сева для пшеницы мы оценили в полевых опытах. Основная наша цель была не столько сэкономить влагу, сколько уменьшить норму высева семян ценных сортов. Элитные семена стоят дорого, поэтому хозяйства стремятся максимально эффективно их расходовать.
Осмотр демопосевов, республиканский День поля, 2020 год
– Когда вы заложили первые опыты с яровой пшеницей по широкорядному способу сева?
– Это было в 2020 году. В условиях Белебеевского района в хозяйстве ООО «Северная Нива Башкирия» к региональному Дню поля мы провели демопосев яровой пшеницы на площади в три гектара. На контроле в тот год получили 23 ц/га в среднем, на варианте – 27 ц/га.
Затем мы также испытывали этот способ в ряде хозяйств в различных агроклиматических зонах республики (ООО «Лентерра» – Благоварский район, ООО «Победа» – Калтасинский и Янаульский районы, ИП Шульга С. А. – Альшеевский район). Всего задействовали в производственных опытах около 40 тыс. га.
Нельзя сказать, что все они были удачными. Для широкорядного способа посева есть ряд требований, так же как и для обычного рядового способа. Семена должны быть кондиционными, с хорошей энергией всхожести; посев должен производиться в хорошо подготовленную, выровненную и прогретую почву. Если есть отклонения в технологии, то и результат будет ниже ожидаемого.
Но мы получили довольно много положительных отзывов от руководителей и агрономов хозяйств. Они отмечали, прежде всего, экономию семян, уменьшение количества соломы и, как следствие этого, уменьшение нагрузки на технику как при уборке, так и при обработке почвы. Также оценили равномерность и выравненность стеблестоя, меньшую полегаемость пшеницы в опытных посевах.
Кущение яровой пшеницы, широкорядный сев
Рядовой сев
– Недавний опыт с «широкорядкой» вы провели в 2023 году в Бакалинском районе республики. Расскажите, пожалуйста, о нём подробнее. Какие там климатические условия? Была ли засуха и как растения переживали внешние «угрозы» на контрольном и опытном полях?
– Климатические условия Бакалинского района характеризуются континентальностью и умеренным увлажнением. Но сезон 2023 года был засушливым, а в конце июня случились заморозки. С апреля по август 2023 года в районе выпало всего 46 мм осадков, в то время как за тот же период прошлого сезона – 97 мм.
На опытном поле мы высеяли яровую пшеницу сорта Архат. Ширину междурядий заложили 38 см. На контрольном варианте ширина междурядий соответствовала обычному рядовому севу – 19 см. Предшественник – озимая пшеница, норма высева – 150 кг/га (подробную схему обработок на опытном варианте см. в табл. 1). Контрольный вариант хозяйство возделывало по своей технологии.
Мы оценивали оба поля в период вегетации несколько раз. Оба участка испытывали недостаток влаги, везде были отмечены типичные для данной зоны сорняки и вредители, но были и различия.
Так, по состоянию на 29 июня на контрольном участке растения находились в фазе колошения, листья нижнего яруса пожелтели. Мы наблюдали активное развитие клопов, трипсов и тли. В широкорядном посеве растения были в фазе флагового листа, в нижнем ярусе наблюдалось больше зелёных листьев, не было признаков болезней, количество вредителей было минимальным.
13 июля мы вновь выехали на поле. На этот момент уже были проведены инсектицидные, фунгицидные обработки, плюс на варианте мы внесли бор и цинк в форме УЛЬТРАМАГ БОР и УЛЬТРАМАГ ХЕЛАТ Zn-15. Цинк – неотъемлемый элемент для растений, он активизирует действие более 300 различных ферментов, участвуя в фотосинтезе, дыхании, синтезе белков и ауксинов, играет важную роль в регулировании процессов роста. Поэтому необходимо применять его в период вегетации. Высота пшеницы в опыте составляла до 80 см, произошла естественная гибель нижнего яруса. Флаговый и подфлаговый листья были зелёными и здоровыми. В фазу «конец цветения» мы отметили выполненный колос без признаков болезни.
Что мы увидели на рядовом посеве: высота растений была до 65 см, наблюдалось интенсивное отмирание листьев нижнего яруса, растения явно опережали своих соседей по развитию.
Добавлю по ситуации с сорняками. На широкорядном способе посева сорняки росли открыто, не перекрывались и не затенялись культурными растениями. Это способствовало повышению эффективности гербицидов, так как увеличилась площадь обработки листовой поверхности препаратом.
Учёт сорняков, широкорядный сев
Рядовой сев
Состояние посевов перед уборкой, рядовой сев
– Какие различия по урожайности вы отметили в итоге на рядовом и широкорядном севе?
– Биологическая урожайность на широкорядном посеве составила 45,8 ц/га. Это на 14,3 ц/га выше, чем на рядовом посеве (подробнее см. в табл. 2). Фактическую урожайность мы, к сожалению, оценить не смогли, потому что уборку хозяйство провело без нашего участия. Но даже если предположить, что фактическая урожайность с гектара на обоих участках будет одинаковой, на широкорядном посеве мы имеем преимущество в качестве урожая. После подработки мы получим больше выполненных полновесных зёрен. Количество щуплого зерна будет минимальным. Когда семена выполненные, то и отходов меньше, а натура зерна и содержание белка в нём выше. Мы бы рекомендовали такой способ сева в первую очередь семеноводческим хозяйствам. Для семенных посевов именно при широкорядном способе можно добиться высокого коэффициента размножения элитных семян.
Сноповый учёт: слева – контроль, справа – вариант «Щёлково Агрохим»
– Помимо нестандартного способа посева в экспериментах вы применили ещё и обработку семян с использованием препаратов серии УЛЬТРАМАГ. Какой была цель использования микроудобрений?
– Препараты серии УЛЬТРАМАГ – как вы верно заметили, это микроудобрения. В зависимости от типа они содержат комплекс микроэлементов или один из них в легко усвояемой растениями форме. Применяя УЛЬТРАМАГ при обработке семян, мы ставили цель – обеспечить растение необходимыми элементами питания на ранних этапах развития. В течение вегетации мы также применяли УЛЬТРАМАГ, но уже в качестве листовых подкормок. Сразу оговоримся: ни тот ни другой приём не может заменить основное азотно-фосфорно-калийное питание. Но если мы хотим увеличить урожайность и повысить качество зерна, без дополнительного – микроэлементного – питания нам не обойтись.
Размеры колосьев: слева – контроль, справа – вариант «Щёлково Агрохим»
– Какой УЛЬТРАМАГ применяли на этапе обработки семян и почему именно его?
– К основным препаратам – фунгицидному протравителю СКАРЛЕТ, МЭ (0,4 л/т) и инсектицидному ХАРИТА, КС (0,4 л/т) – мы добавили УЛЬТРАМАГ ФОСФОР АКТИВ (1,0 л/т) и УЛЬТРАМАГ МОЛИБДЕН (1 л/т). Кроме того, использовали при обработке препарат на основе гуминовых кислот ГУМАТ КАЛИЯ СУФЛЁР (0,3 л/т).
Применение УЛЬТРАМАГ ФОСФОР АКТИВ при обработке семян оправдано тем, что фосфор для растений достаточно труднодоступный, особенно в начальных фазах развития. Корневые волоски растений практически должны контактировать с элементом в почве. Возможность усваивать данный элемент появляется, когда расстояние между корневыми волосками и молекулами фосфорных соединений будет не более 2 мм. Добавление при протравливании семян фосфорсодержащих удобрений является самым эффективным способом обеспечить растение данным элементом на начальных этапах развития. Особенно заметным эффект будет на озимых зерновых, где дефицит фосфора нарушает синтез сахарозы и, следовательно, ухудшает перезимовку.
Молибден увеличивает энергию прорастания семян, повышает засухоустойчивость растений за счёт усиления поглощения калия и снижения интенсивности транспирации (процесс движения воды в растении. – Прим. авт.). Его применение рекомендовано на кислых почвах – при pH <5,5, – так как именно при таких условиях молибден становится труднодоступным растениям. Если говорить о Республике Башкортостан, то здесь около 2 000 га пашни – это кислые почвы. Больше всего их в северной лесостепной, северо-восточной лесостепной, горно-лесной зонах. Поэтому вторым компонентом нашей питательной смеси стал УЛЬТРАМАГ МОЛИБДЕН.
Гуминовые кислоты (ГУМАТ КАЛИЯ СУФЛЁР) при обработке следует рассматривать как транспортный агент для многих минеральных веществ, поступающих из почвы в клетку. Внешне это выражается в улучшении развития корневой системы и в повышении общего иммунитета растений.
Подчеркну, что данная схема обработки семян не является постоянной. Микроудобрения должны быть рекомендованы в зависимости от содержания органического вещества в почве и её кислотности. Для богатых гумусом почв с реакцией, близкой к нейтральной по кислотности, целесообразно применять с основными протравителями УЛЬТРАМАГ ХЕЛАТ Cu-15 (0,05 кг/т) и ГУМАТ КАЛИЯ СУФЛЁР (0,3 л/т). При этом расход медьсодержащего препарата для плёнчатых культур мы рекомендуем увеличить до 0,1 кг/т. Основная цель добавления УЛЬТРАМАГ ХЕЛАТ Cu-15 при обработке семян – это повышение устойчивости к полеганию, сдерживание излишней кустистости, предотвращение задержек в формировании репродуктивных органов, пустозернистости колоса.
На бедных бором почвах (дерново-подзолистых, заболоченных, краснозёмных, выщелоченных чернозёмах, серозёмах) целесообразно включить в схему протравливания семян УЛЬТРАМАГ БОР (0,5 л/т). При недостатке бора репродуктивные органы растения развиваются плохо. Оно формирует мало цветов или не формирует их вообще, завязи осыпаются. Бор принимает участие в оплодотворении, поэтому его недостаток нарушает процессы роста пыльцевой трубки.
Подводя итог, отмечу, что препараты серии УЛЬТРАМАГ хорошо сочетаются с основными протравителями семян. Мы видим положительный эффект от обработки как на озимых зерновых (улучшается перезимовка), так и на яровых: дружные и равномерные всходы без признаков голодания. Мы будем рекомендовать обработку семян препаратами линейки УЛЬТРАМАГ вне зависимости от способа посева.
Римма Вахитова, старший научный консультант Уфимского представительства «Щёлково Агрохим»
О собеседнике
Римма Вахитова родилась 16 января 1980 года в Республике Башкортостан. В 2002 году окончила Башкирский государственный аграрный университет по специальности «учёный-агроном». С 2002 по 2003 год работала преподавателем дисциплины «Защита растений» в Кушнаренковском сельхозтехникуме.
В период с 2003 по 2019 год работала ассистентом кафедры защиты растений и биотехнологии, старшим преподавателем кафедры растениеводства и земледелия БашГАУ. В 2015 году защитила кандидатскую диссертацию на тему «Формирование урожая гороха посевного в зависимости от элементов технологии возделывания в условиях Предуралья Республики Башкортостан».
С 2019 года по настоящее время – старший научный консультант Уфимского представительства АО «Щёлково Агрохим».
Таблица 1 – Базовая технология возделывания яровой пшеницы при широкорядном способе посева
| Технологическая операция | Параметры технологической операции | Срок проведения | Агрегат | |
| Трактор | СХМ | |||
| Лущение стерни | Глубина обработки – 7-8 см | После уборки | К 739 | ЛДГ 15 |
| Глубокорыхление | Глубина обработки – 25-27 см | Две недели после лущения | К 739 «Хорш Тайгер» | |
| Закрытие влаги | Глубина – 3-10 см, диаметр комков – не более 5 см | При ФСП почвы | Т-150 К БЗТС | |
| Протравливание семян |
СКАРЛЕТ, МЭ (0,4 л/т); ХАРИТА, КС (0,4 л/т); УЛЬТРАМАГ ФОСФОР АКТИВ (1,0 л/т); УЛЬТРАМАГ МОЛИБДЕН (1,0 л/т) |
За 3 дня до посева | ПС-20 | |
| Внесение минеральных удобрений | Сульфат аммония (150 кг/га) | Перед культивацией | МТЗ-82 РУМ 6 | |
| Предпосевная культивация | 3-5 см, по диагонали боронования | 1-я декада мая | Т-150 К КШУ 6 | |
| Посев |
Глубина – 3 см Широкорядный способ |
2-я декада мая | Посевной комплекс «Фиат» | |
| Прикатывание |
Поперёк посева, должны раздробить все крупные комки почвы |
Сразу после посева | МТЗ-1221 | ККЗ -6 |
| Первая обработка | ПИКСЕЛЬ, МД (0,3 л/га); БЕРЕТТА, МД (0,3 л/га) | Кущение | «Туман 3» | |
| Вторая обработка | УЛЬТРАМАГ ХЕЛАТ Cu-15 (0,1 кг/га); УЛЬТРАМАГ МОЛИБДЕН (1,0 л/га); УЛЬТРАМАГ ФОСФОР АКТИВ (1,0 л/га); ГУМАТ КАЛИЯ СУФЛЁР (0,5 л/га) | Кущение | «Туман 3» | |
| Третья обработка | ЭСПЕРО, КС (0,1 л/га); ТИТУЛ ДУО, ККР (0,4 л/га); УЛЬТРАМАГ БОР (0,2 л/га); УЛЬТРАМАГ ХЕЛАТ Zn-15 (0,2 л/га); карбамид (15 кг/га) и сульфат магния (3 кг/га) | Флаг-лист | «Туман 3» | |
| Уборка | Скорость – 3-4 км/ч, 900-1000 об/мин | При полной восковой спелости | «Акрос», «Палессе» | |
Таблица 2 – Элементы структуры урожайности и биологическая урожайность яровой пшеницы при широкорядном посеве, Бакалинский район, 2023 г.
| Вариант | Количество продуктивных стеблей, шт./м² | Количество зёрен в колосе, шт. | Масса 1000 шт., г | Биологическая урожайность, ц/га |
| Широкорядный | 481 | 25,8 | 37 | 45,8 |
| Обычный рядовой | 456 | 19,2 | 36 | 31,5 |
Елена Нестеренко, Республика Башкортостан
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.