12.09.2018: 700 тысяч тонн сахара дополнительно удалось получить в 2017 году только за счет улучшения технологических качеств свекловичного сырья.
700 тысяч тонн сахара дополнительно удалось получить в 2017 году только за счет улучшения технологических качеств свекловичного сырья.
Какие современные решения необходимо применить для увеличения производительности отечественного агробизнеса и модернизации свеклосахарного производства, рассказывает
Игорь
Апасов,
директор
ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт сахарной свеклы и сахара
им. А. Л. Мазлумова», кандидат
технических наук:
- Обсуждением проблем сахарной свеклы начинаются и заканчиваются все аграрные форумы и семинары. Ведь, не получив качественного сырья, трудно говорить о дальнейшем развитии отрасли - даже при самой большой в мире площади свеклосеяния мы продолжим отставать от других стран по степени извлечения сахара существенно.
По площади посевов сахарной свеклы Россия сегодня - государство № 1 в мире, культура занимает у нас более 1 млн 100 тыс. га. Это больше, чем площади свеклосеяния трех следующих в рейтинге стран вместе взятых - США, Франции и Германии. Достаточно стабильны и показатели урожайности. За пять последних лет мы перешагнули планку в 400 ц/га, что для нашего климата и влагообеспеченности - неплохой результат. Только за счет улучшения технологических свойств сырья в 2017 году удалось получить на 700 тыс. т сахара больше при равных с 2016 годом объемах переработки в 46 млн т - по качеству оно было уже значительно лучше. И именно это направление является серьезнейшим резервом, который позволит эффективно работать на существующих предприятиях перерабатывающей промышленности без дальнейшего увеличения объемов производства сырья. К слову, российские сахарные заводы за годы, прошедшие с советских времен, заметно улучшили свои показатели. Да, на 21 единицу сократилось их количество, но они прибавили 44 % мощностей, увеличилась средняя мощность одного завода, существенно снизились потери сахарозы в производстве, в мелассе, а также расход топлива и камня.
Революция в технологии выращивания сахарной свеклы уже произошла - на протяжении всех последних лет аграрии формировали оптимальную густоту посевов и боролись с сорной растительностью, закупали технику, полностью ушли от ручного труда - его затраты на гектар сократились в 26 раз. Сегодня все виды работ производятся механизированно, появились и абсолютно новые технологии, такие как Конвизо. Они упрощают процесс выращивания сахарной свеклы, повышают гибкость использования гербицидов и одновременно экологичность защиты культуры. Такие технологии позволяют выводить сорта сахарной свеклы, устойчивые к гербицидам АЛС-класса, которые контролируют широкий спектр сорняков. Эта толерантность основана на естественных и очень редко происходящих изменениях фермента, который участвует в синтезе важной аминокислоты. Устойчивость возникла спонтанно и была найдена в процессе культивирования культур клеток сахарной свеклы. Сегодня подобные системы позволяют избежать гербицидного стресса сахарной свеклы из-за высокой толерантности полученных гибридов к гербицидам. С 2019 года технологию Конвизо начнут применять аграрии Беларуси и Украины, а с 2021 года возможно ее использование и на территории России.
Если посмотреть, что же внесло существенный вклад в повышение общей урожайности сахарной свеклы, то, по нашей оценке, переход на новые селекционные достижения дал примерно 25 % прироста урожайности, изменение технологии, а именно повышение густоты насаждений - примерно 40 % (в советские годы густота не превышала 70 тысяч растений на гектар). Также ученые отмечают увеличение количества осадков на российских территориях свеклосеяния. В Центральном Черноземье в 2017 году выпало в годовом выражении 803 мм осадков, а 1 мм осадков - это 1 ц урожайности, таково примерное соотношение даже при не самом эффективном использовании влаги. Новые технологии, новые семена, точный высев, повышение густоты посевов, изменение климатических условий - все это в комплексе и обеспечило прибавку в 200 ц/га по сравнению с тем, что мы имели в советские годы.
Но на сегодняшний день российская свеклосахарная отрасль почти полностью зависит от импортных семян. Ежегодная технологическая рента зарубежным производителям обходится в 10 млрд рублей, поэтому главная задача, которая стоит сегодня перед отечественными учеными и аграриями, - создать свои сорта, модифицировать технологии и с их помощью вывести отрасль на менее уязвимые позиции.
Конкурируем на равных
Сегодня Госреестром к использованию на территории России допущено 330 коммерческих гибридов сахарной свеклы и 70 селекционных линий иностранного производства. Сказать, что все они одинаково хороши - неправильно. Высеяв в 2016 году на одном поле только импортные гибриды, мы отметили у них трехкратную разницу по урожайности - от 260 до 800 ц/га. Лучшие, высококонкурентные образцы зарубежной селекции наши ученые берут в качестве стандарта, сравнивают с ними свои разработки.
По
заданию Минсельхоза ВНИИСС уже несколько лет проводит испытания отечественных
гибридов, оригинатором которых мы являемся, в сравнении с зарубежными
аналогами. Все они проходят по закрытой схеме, образцы изучаются под условными
номерами. В 2016 году гибриды отечественной селекции показали абсолютно
сопоставимые даже с самыми лучшими иностранными гибридами результаты.
Российский гибрид Конкурс занял второе место по урожайности и сбору сахара с
гектара - соответственно 519,1 ц/га и 8,31 т сахара с 1 га. А гибрид Рамоза при
третьем месте по урожайности (502,7 ц/га) оказался существенно лучше
конкурентов по сахаристости - 16,4 %. Аналогичные данные получили и в сезоне
2017 года - несмотря на то, что «иностранцев» в испытания поставили новых, 2016
года регистрации. Вот, например, результаты нового отечественного гибрида
РМС-129 в системе государственных сортоиспытаний 2017 года в шести регионах
России: потенциал урожайности - 900 ц/га, сахаристость в Краснодарском крае -
23 %. В одном из хозяйств Воронежской области среди большого количества
испытываемых сортов отечественный гибрид РМС-120 в 2017 году стал лидером по
сахаристости (потому что не подвержен болезням) - 19 % и занял третье место по
урожайности.
Сегодня в российской науке классическую селекцию (которая имеет ограниченные возможности) стали дополнять биотехнологическими методами. Восстанавливается и семеноводство - в прошлом году в Крыму вырастили 100 га семенников, в этом заложили уже 200 га. Если будет принята комплексная государственная программа, то за 4-6 лет объемы производства отечественных семян сахарной свеклы возможно нарастить до 30-40 % от потребности рынка.
Но нет гибридов, уникальных во всем: одни гораздо лучше при ранней уборке, другие предназначены для хранения. Поэтому каждому заводу для более эффективной работы нужно сформировать состав своей сырьевой зоны, чтобы и «с колес» работать, и часть урожая заложить на хранение. Однако разделение сахарной свеклы по срокам достижения технической спелости - очень условно и в большей степени является маркетинговым ходом. Есть культуры (например, кукуруза, подсолнечник), у которых достижение сроков созревания заметно по фенотипу растения - оно прекращает свое развитие. У свеклы же ни одного такого фенотипического признака нет. Это двулетняя культура, ее вегетационный период составляет 240 дней. И если будет тепло и влажно, она продолжит свой жизненный цикл. Подобрать селекционный материал, имеющий интенсивный набор массы в первой половине вегетации, конечно, можно, но его будущее в большей степени зависит от того, как сложатся технологические факторы. И они гораздо более весомы, нежели генетика - при неблагоприятных условиях заявленных преимуществ мы не отметим. Как правило, наиболее стабильные показатели всегда демонстрируют нормальные гибриды, лучше приспосабливающиеся к изменяющемуся климату.
У отечественных селекционных достижений есть три ключевых преимущества, которые позволят нам не просто получать хорошие урожаи, а именно выращивать свеклу хорошего технологического качества. Первое - засухоустойчивость, которую в сравнительных испытаниях мы отмечаем даже визуально. Второе - устойчивость к болезням грибной этиологии. Доказано: болезни приводят к тому, что в корнеплодах замедляются муколитические процессы, гораздо медленнее накапливается сахар, и идет конверсия азота в безвредные формы. У отечественных гибридов устойчивость к фитопатогенам в период вегетации на порядок выше, чем у зарубежных аналогов. И третье преимущество - лежкоспособность. Отечественные гибриды в этом плане обладают определенными преимуществами - в их тканях содержится большее количество восков, липидов, жестких целлюлозных веществ. Особенности их клеточного строения предопределяют лучшие механические, прочностные свойства и, соответственно, большую устойчивость к хранению. Иная структура клеток вдвое уменьшает интенсивность дыхания корнеплодов, а более прочные клеточные стенки затрудняют проникновение фитопатогенов в ткани в процессе хранения.
Не количеством, а качеством
Технологические достоинства сахарной свеклы определяются комплексом биологических, химических и физических особенностей, от взаимосвязи которых зависит выход и качество кристаллического сахара, размер потерь. В корнеплодах содержится около 75 % воды и 25 % сухих веществ. 14-20 % из них - сахароза, остальное - несахара: азотистые, пектиновые вещества, клетчатка, гемицеллюлоза, зола и прочие вещества. Содержание азотистых веществ в свекле составляет около 1 %, и этот 1 % существенно осложняет жизнь производителям свекловичного сахара.
Применительно к сахарному производству, азот, содержащийся в корнеплодах, принято подразделять на белковый, амидоаммиачный и вредный. К вредному азоту относятся формы, которые попадают в диффузионный сок и не удаляются из него в процессе дефекации - сатурации (химическая обработка углекислым газом сахарного сока). Они увеличивают выход патоки и потери сахара в ней. Принято считать, что одна часть вредного азота препятствует кристаллизации 25 частей сахара.
Содержание вредного азота в корнеплодах повышается при недостатке влаги в процессе вегетации растений, при избыточном внесении азотных удобрений и недостатке фосфорных и калийных в корнеплодах, поврежденных микроорганизмами, а также подмороженных, а затем оттаявших.
Долгие годы белок мякоти считали безвредным, поскольку обычно он остается в жоме. Но на деле достаточно большое количество этого белка легко переходит в растворимое состояние и также вредит процессу производства. Половину всех нерастворимых веществ мякоти (2,4-2,5 % массы корня) составляют пектиновые вещества. В период уборки свеклы пектиновые вещества находятся в нерастворимой форме в виде протопектина. В процессе производства при повышении температуры до 80° С происходит гидролиз протопектина. Переход пектиновых веществ при экстрагировании сахарозы из свекловичной стружки в диффузионный сок значительно затрудняет дальнейшую очистку сока, снижает качественные показатели очищенных продуктов, выход и качество сахара. Накопление коллоидно-диспергированных несахаров в диффузионном соке способствует ухудшению адсорбционно-химических процессов при очистке сока и может быть причиной снижения чистоты очищенного сока на несколько единиц. Вещества коллоидной дисперсности диффузионного сока и продукты их щелочного распада являются причиной существенного увеличения цветности сока в процессе основной дефекации и образования растворимых солей кальция.
Но наиболее вредоносным мелассообразователем является α-аминный азот - чем больше его содержание в корнеплодах, тем меньше выход сахара. ВНИИСС ежегодно изучает большое количество проб по заданию самых разных регионов и хозяйств. И, в отличие от содержания сахара, вариабельность показателей α-аминного азота огромна. Кто давно работает, знает, что 2009 год был, можно сказать, эталонным по технологическому качеству сахарной свеклы. Тогда содержание α-аминного азота в 70 % проб не превышало 1,5 ммоль/100 г свеклы - почти идеальные показатели. 2010 год - засуха, среднее значение α-аминного азота вырастает практически в два раза, а в некоторых случаях (обусловленных, скорее всего, болезнями) - в 10 раз. Его сложно регулировать, и в наших условиях получить ежегодно нормируемый показатель примерно в 2,5 ммоль/100 г свеклы трудно. И не из-за погрешностей в технологии - вся проблема в том, что у нас континентальный климат, и периодичность выпадения осадков не может быть спрогнозирована. На повышение содержания в корнеплодах α-аминного азота также крайне сильно влияют болезни - те заболевания грибной этиологии, которые проявляются не в кагатах, а еще в поле, в процессе вегетации. И сегодня мы только способствуем развитию этих болезней: короткие севообороты, система обработки почвы без оборота пласта, интенсивное применение пестицидов во всех звеньях севооборота ухудшают состояние почв. И в будущем ситуация будет все сложнее и сложнее. Поэтому эффективная борьба с болезнями сахарной свеклы также является хорошим резервом для улучшения общих результатов отрасли. Для этого есть все возможности - отечественная химическая промышленность сегодня обеспечивает аграриев полным спектром препаратов для защиты культуры на всех стадиях ее производства и хранения.
Обойтись без потерь
Переходить ли России на полевое хранение свеклы по примеру других стран? Считаю, что это шаг к катастрофе. Полевой кагат в наших условиях формируется максимальной емкостью от 100 до 300 т и не имеет необходимой теплоемкости. Европа работает по такой технологии, но в кагаты заготавливают не более 40 % от объема, который планируют в переработку. В Германии на 300 тыс. га посевов свеклы приходится 3000 свеклосдатчиков. За позднюю сдачу там получают надбавку, и фермеры свои 300-500 тонн укрывают и раскрывают, когда это требуется. В масштабах российского производства такое невозможно. К тому же, ни одна технология укрытия полевого кагата не позволит пережить мороз в -10оС даже в течение 2 дней - он промерзнет. Потом оттает, и так повторится несколько раз. Американцы хранят свою свеклу по-другому - не бросают ее в полях в мелких кагатах. Заводы там жестко бракуют сырье по качеству, зараженные болезнями корнеплоды в переработку вообще не принимают. Примерно 90 дней сахарную свеклу хранят, охлаждая методом вентилирования. А когда приходит время - замораживают, но только один раз и очень большим объемом, в кагатах по 70-100 тыс. тонн. Такой массе свеклы, замороженной до - 20оС, уже не страшны никакие перепады температуры. Глыба льда лежит практически до июня, ее просто откалывают и перерабатывают, причем даже с лучшими результатами, чем свежую. Бесспорно, показатели американской промышленности феноменальные: себестоимость вырубки 1 т сахара в США на 100 долларов ниже, чем в Европе - и в основном, именно за счет многоуровневых индустриальных технологий пролонгированного хранения сырья.
В нашей стране сохранить урожай в полевых условиях просто не получится. Приведу пример - в 2017 году в октябре в Воронежской области температура опустилась до - 7оС на 3 дня. А в ноябре началась оттепель. Свекла замерзла, оттаяла, потом снова замерзла. В конце декабря пошли дожди. И корнеплоды, что лежали в поле, пострадали даже под укрывным материалом - треть верхнего слоя «потекла», началось интенсивное развитие слизистого бактериоза и других «кагатных» болезней. Поэтому российская сахарная свекла также нуждается в индустриальных технологиях хранения, они помогут сохранить и весь объем выращенного урожая, и его качество.
«Аргумент защиты»
12.09.2018 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.