В прошлом году компания «Щёлково Агрохим» торжественно открыла на Орловщине уникальный селекционно-семеноводческий центр «Бетагран Семена». И «уникальный» в данном случае используется вовсе не ради красного словца!
Технология подготовки семян озимой пшеницы и сои, которая здесь внедрена, аналогов в нашей стране не имеет. Сегодня мы расскажем, откуда «растут корни» этой технологии и в чём заключается её «сила».
Семена, которые выходят из стен завода «Бетагран Семена», подготавливаются по уникальной бережной технологии
Скажем травмам: «Нет!»
Растениеводство – это единство триады: «культурное растение – среда обитания – способы и средства воздействия на растение и среду обитания». Особенно интересен третий элемент, ведь именно через него человек способен влиять на формирование высоких и качественных урожаев. Один из ярких примеров – Система управления вегетацией (CVS), которую компания «Щёлково Агрохим» зарегистрировала в 2014 году. Это многоуровневая система возделывания сельхозкультур, раскрывающая их потенциал и позволяющая земледельцам получить максимальную прибыль.
Изначально её «кирпичиками» были эффективные средства защиты и агрохимикаты «Щёлково Агрохим». Но сейчас вполне логично включить в систему новый элемент: семена, произведённые с использованием разработки советского учёного И. Г. Строна, который применил нетравмирующую технологию (автор – украинский изобретатель Леонид Фадеев). Она подразумевает сверхбережное отношение к семенному материалу и сохранение в нём потенциала силы роста. Но почему это так важно?
Сила роста – один из основных показателей, который характеризует биологические свойства семян, а также степень их жизнеспособности. Как показывают исследования, семена с высокой силой роста более устойчивы к воздействию неблагоприятных факторов внешней среды. Всходы, полученные от таких семян, интенсивнее растут и развиваются, меньше болеют. Это обеспечивает им хорошую выживаемость, ведущую к формированию густого высокопродуктивного посева.
Исследования ФГБНУ «Агрофизический научно-исследовательский институт» подтверждают: высокая сила роста семян связана с минимальным микротравмированием, повышенным накоплением в зародышах нуклеиновых кислот, функциональных белков и других важнейших соединений, определяющих высокий обмен веществ в прорастающих семенах. И одной из причин расхождения между потенциальной и фактической всхожестью является травмирование семян. «Разрежем защитную оболочку зерна (она менее 0,1 мм), начнутся проблемы при его хранении – открыта «столовая» микроорганизмам. Собьём ударом геотропную ориентацию семянки – она не прорастёт. Кроме того, при разрушении оболочки травмируется алейроновый слой, разрушение которого нарушит основную составляющую процесса прорастания: ферментацию питательных веществ (преобразование сложных соединений – жиров, протеинов – в сахара, необходимые для питания зародыша)», – рассказывает в своей книге «Сильные семена – на каждое поле планеты» Леонид Фадеев. Он подчёркивает, что в зерновке нет какой-либо части, которой можно было бы «пожертвовать». Так что любая травма приводит к снижению потенциала семянки. А ситуаций, когда они могут возникнуть, множество!
В том числе травмирование происходит в результате работы узлов и деталей оборудования, которые оказывают на семена трущее и дробящее воздействие. Также оно случается при падении семян с большой высоты и при высоких скоростях работающего оборудования. И если из-под комбайна травмированными выходит 25-35% зерна пшеницы, то после подработки по традиционным технологиям этот показатель может увеличиться до 80%.
Обратите внимание: помимо макротравмирования, которое приводит к появлению битых зёрен, происходит и микротравмирование семян.
Семена – живые организмы, которым требуется щадящее отношение
Когда «дешевле» не значит «лучше»
В нашей стране щадящей технологией подготовки семян заинтересовался краснодарский агроном и семеновод Николай Жуков, генеральный директор ООО «Феникс» и президент международного элитного клуба «Сильные семена». Более того, он усовершенствовал эту технологию, дополнив её принципиально важными элементами. «Главная заслуга Фадеева заключается в том, что он впервые обратил внимание на данную проблему и нашёл способы, позволяющие минимизировать риски микротравмирования при обработке семенного материала. Но мы пошли дальше, решив проблему вибрации и, самое главное, отказавшись от буртового хранения семенного материала на всех этапах его подготовки», – поясняет наш собеседник.
Краснодарский изобретатель Николай Жуков усовершенствовал «фадеевскую» технологию, и теперь она внедрена на заводе «Бетагран Семена»
На протяжении многих лет он искал единомышленников и партнёров, которые помогли бы придать «сильным семенам» тот масштаб, который они заслуживают. «Исключив применение скребков, шнеков, вибраторов, зернопроводов и травмирующих норий, применив новый тип решёт, сит и нетравмирующих норий, уже на первом этапе можно в корне изменить нынешнее положение отрасли семеноводства в нашем отечестве», – обращался Николай Иванович к аграрной общественности в своих письмах. И в один прекрасный момент на технологию с громким названием обратил внимание генеральный директор «Щёлково Агрохим», д. х. н., академик РАН Салис Каракотов.
В беседе с журналистами Николай Жуков вспоминает, как заявил о готовности создать производство в три раза дешевле, чем у всемирно известной германской фирмы «Петкус». «Салис Добаевич усомнился: «Сделаешь?» – «Сделаю!» И работа закипела. Оборудование моей линии стоит около 50 миллионов рублей, а такая же по производительности от «Петкуса» – минимум 135 и более миллионов». («Аргументы недели», 08.12.2020 г.)
Слово своё Николай Жуков сдержал, так что на новом заводе «Бетагран Семена», мощность которого составляет 10 тонн в час, внедрена технология «Сильные семена». В её основе лежит соблюдение ряда принципов, в том числе вертикальный подъём зерна в потоке допустим только тихоходной норией с корцами, обеспечивающими минимальное микротравмирования зерна. Загрузка завальной ямы производится методом «сплыва». Сброс зерна с низкоскоростного транспортёра осуществляется на небольшой высоте. Причём сбрасывается оно на поверхность с эластичным покрытием, смягчающим удар семян о поверхность. Почему это важно? «Замена жёстких рабочих поверхностей высокоэластичными поверхностями приводит к снижению ударной силы и уменьшению травмирования и разрушения семян», – поясняет Жуков.
Всходы, полученные от «сильных семян», интенсивнее растут и развиваются, меньше болеют
Шаг за шагом
Схематически представим систему подготовки посевного материала, практикуемую на заводе. Она состоит из следующих блоков: основная очистка вороха, калибровка, сортировка с использованием пневмовибростола и предпосевная обработка препаратами «Щёлково Агрохим» – протравителями и стимуляторами роста.
Салис Каракотов демонстрирует гостям завода «Бетагран Семена» алгоритмы уникальной технологии
На заводе «Бетагран Семена» весь путь семян можно отследить на мониторе в операторской. Процесс начинается с грубой очистки: из завальной ямы зерно поступает в приёмное устройство «деликатной» тихоходной нории, чья производительность не превышает 30 тонн/час. Напоминаем: никаких агрессивных и травмирующих действий!.. Далее семенной ворох проходит через аспирационную камеру, где лёгкий сор удаляется воздушным потоком. Затем семена поступают в барабанный сепаратор первичной очистки. По мере продвижения семенного вороха, мелкий и крупный сор отделяется и выводится за пределы машины.
На следующем этапе очищенный семенной ворох поступает через нетравмирующую норию на основную очистку. Важный нюанс: обычно при сортировке потока семян используют решёта, выполненные из перфорированного металла. Но они действуют по принципу наждака и буквально «крошат» зерно.
Совершенно другое дело – проволочные решёта, которые применяют в технологии «Сильные семена». Отсутствие царапающих кромок отверстий резко уменьшает степень травмированности зерна. Что касается сит, то они имеют форму сот, как в пчелином улье, благодаря чему зёрна не застревают.
Как результат – битое, колотое, щуплое и нестандартное зерно легко отделяется и выводится за пределы линии. «Для каждого этапа выполняемой работы мы используем решёта и сита разного калибра. При переходе с сорта на сорт или с культуры на культуру подготовка оборудования проводится путём замены одного вида сит и решёт на другой. Этот процесс занимает два-три часа, в то время как в других видах существующего оборудования длится сутки и даже более», – рассказывает гендиректор «Феникса».
Окончательная подработка семян производится на пневмовибростолах. «Откалиброванный семенной материал подаётся нетравмирующей норией на пневмовибростол. Здесь происходит разделение семян по плотности на три фракции: тяжёлые, средние и лёгкие. Каждая из фракций ссыпается в соответствующий биг-бэг. Тяжёлые семена закладывают на складское хранение для предстоящей предпосевной обработки. Средняя по плотности фракция при необходимости повторно пропускается через пневмовибростол, что позволяет выделить из неё качественные семена», – продолжает Николай Жуков.
Ещё раз обращаем внимание на принципиально важный факт: на всех этапах производства полностью исключены черпающе-бросающие нории, шнеки, скребки, пневмотранспортёры, зерномёты и шнековые протравливатели! Например, при протравливании семян используется специальная протравочная машина, и подача семян на «воздушной подушке» позволяет сократить их трение друг о друга. В этом оборудовании полностью отсутствуют лопатки и мешалки, травмирующие семена! Перемешивание обрабатываемого материала производится плавно и бережно по всей длине барабана. Обработка семян «щёлковскими» протравителями и стимуляторами роста проводится в деликатном режиме, а высокая эффективность этих препаратов позволяет получать не только сильные, но и надёжно защищённые семена!
На фасовку семена поступают по тихоходной нории
Затем по тихоходной нории семена поступают на фасовку в биг-бэги (1000 кг) или мешки (100 кг). И отправляются к клиентам «Щёлково Агрохим» в разные регионы России, где становятся фундаментом для получения высоких урожаев!
«Наша технология позволяет получить качественные семена с минимальным количеством травм. В результате повышается полевая всхожесть, а норма высева на единицу площади снижается в два раза», – резюмирует Николай Жуков.
Яна Власова, Краснодарский край
Правительство России завершает подготовку национального проекта «Технологическое обеспечение биоэкономики». Он объединит передовые решения в сфере биотехнологий, возобновляемых биоресурсов, а также создания новых материалов.
Кажется, ещё 10 лет назад о биоэкономике мало кто слышал, а сегодня на её развитие направлены средства нацпроектов, о биоэкономике в сельском хозяйстве, пищевой промышленности, фармацевтике и в других отраслях говорит национальный лидер. Что же это такое?
Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН определяет биоэкономику как «использование возобновляемых биологических ресурсов, биологических процессов и принципов устойчивого производства товаров и услуг во всех секторах экономики». При этом биоэкономика напрямую связана с достижениями биотехнологии в сельском хозяйстве и промышленности.
Если сказать чуть иначе, биоэкономика – это, по сути, новый способ создания продукта в условиях шестого технологического уклада, рывок в который человечество совершило в 2020-е годы. Этот новый уклад учёные описывают через инженерию живых тканей и организмов с заранее заданными свойствами, искусственный интеллект, беспилотные летательные системы, анализ больших данных и космический мониторинг. Для сельского хозяйства это принципиально новый уровень производительности труда, полная переработка отходов с помощью микроорганизмов, биотехнологическое производство любых молекул и манипуляции с генами, оптимизация геномов живых организмов.
Нацпроект
Координационный центр правительства России сообщает, что новый нацпроект «Технологическое обеспечение биоэкономики» призван обеспечить технологический суверенитет страны, ускорить развитие сельского хозяйства через внедрение биотехнологий, а также создать условия для самореализации граждан.
В своём выступлении на стратегической сессии в марте с. г. премьер-министр Михаил Мишустин подчеркнул, что нацпроект будет носить комплексный характер и формировать фундамент сразу для нескольких направлений.
Михаил Мишустин - премьер-министр Российской Федерации
«В их числе – химия, пищевая индустрия, энергетика, медицина, экология, сельское хозяйство. Все те отрасли, где возможно глубокое внедрение биопроцессов и использование современных форматов производства на индустриальном уровне», – подчеркнул Председатель Правительства.
Он добавил, что ключевая задача национального проекта – консолидировать усилия, мощности и ресурсы, создать конкурентные предприятия, в том числе за счёт модернизации имеющихся, чтобы вернуть позиции одного из глобальных лидеров биотехнологического рынка.
Цели и задачи
Среди других задач проекта «Технологическое обеспечение биоэкономики» можно выделить следующие:
- Технологический рывок в АПК. Нацпроект призван стать платформой для опережающего развития сельского хозяйства и других смежных отраслей за счёт внедрения передовых биотехнологических решений.
- Технологический суверенитет и лидерство: развитие собственной биоэкономики рассматривается как стратегически важный шаг для снижения зависимости от импортных технологий и продукции, а также для занятия ведущих позиций на мировом рынке.
- И наконец, новый национальный проект должен способствовать дальнейшему расцвету науки и производства, а также решению кадрового вопроса для работы в такой новой сфере, как биоэкономика. В конечном итоге новый нацпроект должен привести к росту экономики и повышению уровня жизни в стране.
Ответ на вызовы
Глобальные вызовы в области продовольственной безопасности, связанные с ростом народонаселения планеты и изменением климата, цифровой трансформацией экономики, требуют должного отклика. И здесь «Щёлково Агрохим» даёт достойный ответ сразу по нескольким направлениям.
Прежде всего это обширные селекционно-семеноводческие программы в Орловской области, на Центральном Черноземье и в Краснодарском крае, нацеленные на формирование замкнутого цикла сельскохозяйственного производства. По словам члена-корреспондента РАН Александра Прянишникова, в рамках этой работы «Щёлково Агрохим» создаёт для АПК России системы новых сортов, дополняющих друг друга по комплексу хозяйственных и биологических свойств; обеспечивает программы первичного и оригинального семеноводства достаточными объёмами исходного материала; формирует 100-процентный уровень обеспеченности промышленного семеноводства собственными сортами.
Научный консорциум по селекции
Для решения столь фундаментальных биотехнологических задач «Щёлково Агрохим» задействовует уникальные коллективы учёных из научных институтов по всей стране: от Института фундаментальных проблем биологии РАН и Института общей генетики РАН до ВНИИСБ, ВНИИМК им. В.С. Пустовойта и НИИСХ Северного Зауралья и др. С целым рядом научных учреждений существуют совместные программы исследований. Так, с институтом Цитологии и генетики (ИЦиГ СО РАН) совместная программа работы нацелена на получение константных (не расщепляющихся) форм растений, выявление сопряжённости индексов NDVI с молекулярными маркерами, контролирующих темпы развития растений. С учёными из Института фундаментальных проблем биологии (г. Пущино) ведётся оценка сортовых особенностей по активности фотосинтетического аппарата растений, поиск генетических маркеров, определяющих функционал фотосинтетических и продукционных процессов у растений, и др.
Цифровые двойники
Для тестирования аграрных технологий «Щёлково Агрохим» разработал собственную цифровую новинку – иммерсивного цифрового двойника. Это виртуальная копия реального производства, позволяющая изучать и моделировать сельскохозяйственные процессы в режиме реального времени и проводить виртуальные испытания технологий и сельхозмашин.
Начальник отдела информационных технологий «Щёлково Агрохим» Дмитрий Москвин на конференции в г. Щёлково представил эту разработку компании широкой публике. Двойник повторяет всё, что происходит на промышленном объекте или в теплице, и позволяет моделировать любой процесс – от роста растений до работы оборудования. На основе данных, получаемых от цифрового двойника, можно оценивать потребности в ресурсах, прогнозировать болезни полевых культур и оперативно реагировать на любые изменения, что повышает эффективность работы.
Дмитрий Москвин - начальник отдела информационных технологий «Щёлково Агрохим»
Система также способна прогнозировать степень износа производственного оборудования, позволяя сократить вероятность его отказов. Новый софт даёт возможность проводить краш-тесты и обучать сотрудников на симуляторе, где ошибки становятся безопасной частью практики, помогая предотвратить реальные инциденты. Следующим этапом развития станет внедрение искусственного интеллекта для автоматизации управления процессами.
Цифровой образ сорта
Прошедшей осенью также было подписано соглашение между «Щёлково Агрохим» и Госсорткомиссией. В рамках совместной работы стороны займутся внедрением цифровых технологий в селекционный процесс. Первым шагом станет реализация пилотного проекта по формированию цифрового образа сортов и гибридов. Этот подход позволит анализировать и прогнозировать фенотипические и генотипические характеристики новых растений в виртуальной среде, что значительно ускорит создание новых сортов, адаптированных для разных регионов страны.
Заключение
Возможности искусственного интеллекта, машинное обучение, доступ к большим данным стали новой магией и навсегда изменили наши подходы к развитию биотехнологий. Никогда раньше у человечества не было такого количества инструментов для анализа и улучшения сложных биологических систем и оптимизации самых разных процессов. Несомненно, развитие биоэкономики ускорит научные открытия в области сельского хозяйства и промышленности и обеспечит технологический суверенитет страны.