О том, что болезни атакуют растения, люди знали издавна. Древнегреческие и римские мудрецы описывали ржавчину, головню, рак деревьев, которые приводили к гибели растений. То, что человек выращивал с большим трудом. В Средние века Европа остро ощутила влияние грибковых болезней. Даже Шекспир в одной из своих пьес упомянул мучнистую росу пшеницы. И лишь с развитием науки, появлением микроскопа ученые
начали понимать причины этих заболеваний.
(1738 – 1833)
Огромные убытки, нанесённые болезнями, насекомыми, грызунами и сорняками экономике многих стран во 2-й половине XIX века, сподвигли ученых к объединению усилий для разработки способов защиты растений не только от болезней, но и от других факторов, снижающих урожаи.
В России в этот же период организуются Одесская и Харьковская энтомологические комиссии. К 1916 году в стране насчитывалось около 30 учреждений по защите растений, открыты тысячи новых видов фитопатогенных грибов, бактерий, вирусов, нематод. Весомый вклад в научное обоснование появления болезней у растений внесли отечественные учёные, особое место в почетном ряду занимают исследователи насекомых.
(1864 – 1920)
(1860 – 1940)
(1859 – 1920)
(1883 – 1957)
(1872 – 1949)
(1863 – 1932)
(1908 – 1994)
Как Вавилов спас человечество
от голода
В 1916 году в частях русской армии, находившихся в тот момент на территории Ирана, внезапно началась эпидемия: у солдат кружилась голова, многие теряли сознание, бились в судорогах. Медики оказались в растерянности. Командование поручило молодому биологу Николаю Вавилову выяснить причину болезни. Он справился с заданием блестяще – выяснил, что пшеница в Иране сильно заросла сорняком, пораженным ядовитым грибком. На этом расследование причин закончилось, но научная работа только началась.
Изучение Вавиловым оригинальных форм хлебных злаков в Иране стало первым шагом на пути открытия знаменитого закона гомологических рядов. Суть его в том,
что у генетически близких растений и изменчивость сходная. Основываясь на этой теории можно создавать новые жизнеспособные формы или возрождать утраченные. Но для этого нужен генетический материал. И Вавилов решил собрать коллекцию семян, которая навсегда избавила бы человечество от угрозы голода.
Начиная с 1923 года, ученый и другие сотрудники Всесоюзного НИИ растениеводства совершили 180 экспедиций и путешествий по всем материкам земного шара, кроме Антарктиды. К 1940 году была собрана одна из самых крупных в мире и богатых по видовому представительству коллекция мирового генетического разнообразия растений, которая насчитывает
около 400 000 образцов.
В настоящее время научные исследования в области защиты растений ведут Всероссийский НИИ защиты растений, ВНИИ фитопатологии, ВНИИ биологической защиты растений, Дальневосточный НИИ защиты растений РАСХН, отраслевые и региональные институты Минсельхоза.
Получены новые фундаментальные знания о закономерностях изменения видового состава вредных и полезных организмов, о роли иммунитета в биоценотической регуляции, значимости биологически активных веществ. Тем самым ученые вносят существенный вклад в продовольственную безопасность страны.
Прежде всего, это независимость России от импортной продукции. По данным Росстата, производство продукции растениеводства за 2020 год увеличилось на 7,2%, до 3,3 трлн рублей. На долю сельского хозяйства приходится около 4% российского ВВП.
Россия не только обеспечивает внутренние потребности в сельскохозяйственной продукции, но и ежегодно увеличивает объем ее поставок за рубеж. По данным Минсельхоза РФ, экспорт российской агропромышленной продукции по итогам 2020 г. вырос, по сравнению с 2019 г., на 20%, в том числе зерновые – на 29%, продукция масложировой отрасли – на 20%.
Они управляют урожаем
Один из лидеров отрасли по созданию химических средств защиты растений станы – «Щелково Агрохим». Входит в список системообразующих предприятий России. Здесь разрабатывают и выпускают препараты для защиты и повышения роста растений, ассортимент которых превышает 150 наименований. Ряд разработок компании не имеет аналогов в мире.
Компания была образована в 1998 году на базе филиала Всесоюзного НИИ химических средств защиты растений и «Щёлковского предприятия «Агрохим».
Основал эту новаторскую компанию выдающийся химик, доктор химических наук, академик РАН, вице-президент российского союза производителей химических средств защиты растений Салис Добаевич Каракотов.
Он удостоен множества почетных наград, среди которых Золотая медаль за вклад в развитие агропромышленного комплекса России Министерства сельского хозяйства РФ. Салису Добаевичу удается блестяще совмещать практическую науку с внедрением научных разработок в бизнес.
В начале XXI века в вопросах обеспечения защиты урожая Россия была полностью зависима от импорта важнейших субстанций для получения химических средств защиты растений (ХСЗР).
Нужно было формировать современный российский ассортимент ХСЗР. Об этой проблеме в 2005 году в докторской диссертации пишет Салис Каракотов.
Среди его основных научных достижений:
— оптимизация и экологизация ассортимента средств защиты растений с целью обеспечения продовольственной безопасности страны;
— создание более 100 новых фитосанитарных средств, позволяющих ежегодно защищать сельскохозяйственные культуры на площади более 5 млн. га;
— разработаны и экспериментально обоснованы концепция и методология экологизации инновационных средств и технологий производства и применения средств защиты растений в адаптивно-интегрированной защите растений;
— разработана и внедрена система управления вегетацией сельскохозяйственных растений через оптимизацию минерального питания, применение регуляторов роста растений и инновационных средств защиты растений.
«В своей работе мы с коллегами стараемся смотреть за горизонт во всех направлениях, которые касаются нашей деятельности. Главное, что мы убеждаемся, что нам удается кое-что увидеть за этим горизонтом», – С. Д. Каракотов
Разработка собственных гибридов семян – единственная возможность не попасть в зависимость от импорта.
И если по селекции пшеницы Россия в числе лидеров, то по другим видам сельскохозяйственных культур, например, сои, гороха, чечевицы, продовольственной фасоли, сахарной свеклы, предстоит еще очень много работы. Ученые из «Щелково Агрохим» занимаются селекцией и семеноводством сельхозкультур достаточно давно.
Первыми в стране в 2011 г. Салис Каракотов с коллегами ввели в строй завод по производству дрожжированных семян сахарной свеклы.
Созданы новые конкурентоспособные сорта озимой пшеницы и сои. По своим качествам и продуктивности они не уступают мировым аналогам, а по устойчивости к заболеваниям превосходят их.
Существует большое множество препаратов для защиты растений
По химическому составу они делятся на три группы:
неорганические – имеют в своем составе соединения серы, меди, ртути
органические – это производные кислот
биологические – позволяют контролировать
нежелательный организм в сельхозпосевах
более экологичны для земледелия, чем первые две группы.
По действию на источник заражения подразделяются на:
кишечные – воздействуют через пищеварительную систему вредителя
контактные – проникают в растение через покровные клетки тканей (корень и семена)
системные – делают ядовитыми соки растений
фумиганты – химические соединения в виде пара или газа, который, попадая в дыхательную систему организма, пагубно влияет на его жизнедеятельность.
При использовании препаратов нужно обращать внимание на гигиеническую опасность:
IV класс – малоопасный
I класс – очень опасный, и в сельском хозяйстве не используется.
По типу вредоносных объектов, против которых они применяются, пестициды классифицируются на:
фунгициды – борются с грибковыми болезнями
бактерициды – эффективно защищают от развития бактериальных заболеваний
гербициды – уничтожают сорняки
инсектициды – средства защиты растений от насекомых
акарициды – уничтожают клещей
инсектоакарициды – проявляют совместное действие против насекомого и клеща
нематоциды – используются против нежелательной нематоды
родентициды – защищают от грызунов
арборициды – нацелены против деревянистостей и кустарников.
Еще одна группа препаратов – регуляторы роста, которые стимулируют или тормозят развитие растений:
дефолиант – уничтожает листья;
десикант – подсушивает культуры;
репеллент – отпугивает вредителя;
аттрактант – привлекает вредителя;
антифидант – ограничивает питания вредителя.
Микроорганизмы относятся к отдельной группе препаратов для сельского хозяйства. Их главная задача – не дать проникнуть инфекции на растение и вовремя самоустраниться.
Светлана Масленникова с 2015 г. создает микробиологические препараты, способные разлагать органические и неорганические вещества. Начинала работать в «Щелково Агрохим» младшим научным сотрудником, сегодня руководит сектором биотехнологий.
Использовать средство защиты растений, разбрызгивая его по полю, – технология прошлого века. Во-первых, это дорого и отравляет почву. Во-вторых, малоэффективно: за несколько поколений, пока человек использует химические средства защиты, возбудители болезни, насекомые и другие вредители, сумели выработать иммунитет. Чтобы его ослабить, химики пробуют не только новые химические формулы, но и способы нанесения действующего вещества на растение.
Павел Сараев занимается разработкой новых препаративных форм для защиты разных видов культур. В поле его научных интересов – гербициды, фунгициды, инсектициды, регуляторы роста растений, которые работают в микро- и наноразмерных дозах. Доказано, что эти формы более эффективны в применении.
От сорной растительности ученые разработали гербициды в виде концентрата коллоидного раствора (ККР). Попадая на растение, действующее вещество не скатывается, а растекается по листу. Такие растворы ко всему прочему устойчивы к смыву осадками, а значит количество гербицидов для обработки требуется меньше. Наноразмерные частицы коллоидного раствора лучше проникают внутрь листа, что кратно увеличивает эффективность уничтожения сорной растительности. Ученые также нашли способ удерживать гербициды на листьях максимально возможное время, в результате чего погибают даже самые злостные сорняки. Так появилась технология производства масляной дисперсии.
Татьяна Попугаева разработала более 10 разновидностей масляных дисперсий. Получила патент на изобретение мощного гербицида для защиты посевов озимой пшеницы. Но в поле зрения научного сотрудника не только злаковые, но и плодовые растения.
«Борщевик – зеленый монстр с приятным пряным запахом»
Ядовитое многолетнее растение с мощным полым, ребристым стеблем до 3 и более метров высотой.
Имеет приятный, слабо улавливаемый пряный запах, мощную корневую систему и крупные листья. Цветет в июне – июле. Плоды появляются в августе. Существует около 70 видов борщевика. Но самым жизнеспособным из них оказался гибрид «Северянин», более известный как борщевик Сосновского.
В 50-е годы XX века селекционеры искали подходящий сорт трав, который бы навсегда решил проблему нехватки корма для скота. Из борщевика, произраставшего в естественных условиях в окрестностях г. Нальчика, селекционеры вывели гибрид «Северянин».
Листья и плоды борщевика богаты эфирными маслами, которые при попадании на кожу в солнечную погоду вызывают сильные и долго незаживающие ожоги. Растение легко дичает и проникает в естественные экосистемы, практически полностью разрушая их. Ядовитое растение заполонило поля и обочины дорог.
Правительство Московской области ежегодно выделяет сотни миллионов рублей на уничтожение борщевика.
В арсенале щелковских химиков есть оружие против зеленого агрессора – гербициды сплошного и избирательного действия. Препараты показали высокую эффективность при условии, что ими будут обрабатывать всходы борщевика на протяжении трех лет подряд.
Достижения ученых из Щелково используют не только российские, но и зарубежные аграрии. Во многом потому, что химики умеют своевременно отвечать на запросы рынка. Путь от лаборатории до производства измеряется шагами – научно-исследовательский центр расположен в границах промплощадки предприятия. Химические, агрохимические и биологические исследования закладывают основу для новых технологических разработок и научных открытий.
Большинство из них имеют реальное практическое применение. Их эффективность отрабатывается на испытательных площадках по всей России и не только –
производственные базы компании расположены как в
ближнем, так и дальнем зарубежье: Казахстане,
Узбекистане, Турции, Алжире, Марокко, Монголии и Сербии.
Щелковские химики продвинулись вперед и освоили необычные для классической отрасли направления. Одно из них – проект по производству элитных эмбрионов молочного и мясного скота по методам «in vivo» и «in vitro».
Первый способ открывает возможность получения большого числа эмбрионов у животных с высоким генетическим потенциалом, второй – использует системы оплодотворения яйцеклеток млекопитающих вне организма.
Вся эта разноплановая, масштабная деятельность – результат реализации тщательно спланированной, выверенной стратегии академика Каракотова, основанной на внедрении передовых достижений науки и техники. Реализует эту стратегию мощная команда единомышленников и коллег, среди которых 4 доктора наук, 40 кандидатов наук, более 90 научных сотрудников. Вместе и каждый в отдельности они находят эффективные способы противостоять различным болезням и раскрывать полный потенциал культур, за что мы с благодарностью называем их врачевателями растений.
