Том 14, № 4 (2019)

Использование наноматериалов в последнее время возросло в сельском хозяйстве и культуре тканей растений благодаря их уникальным свойствам: магнитным, электрическим, механическим, оптическим и химическим. Приведен обзор исследований, посвященных применению нанотехнологий в растениеводстве, подтверждающих в частности, что наноматериалы усиливают рост растений, повышают сопротивляемость болезням и устойчивость растений, предотвращая изгиб и обеспечивая более глубокое укоренение сельскохозяйственных культур, а оптимальное использование железа, например, увеличивает содержание белка в зерне пшеницы. Многие исследователи сообщают, что наноудобрения значительно повлияли на всхожесть семян, что продемонстрировало влияние наноудобрений на семена и их энергию. Отмечено, что для синтеза наночастиц используются химические методы, а развитие нанобиотехнологии вызывает интерес к исследованиям, направленным на экологически чистый, экономически эффективный биологический синтез наночастиц. Сегодня зеленые нанотехнологии обеспечивают различные способы воздействия на патогенные микроорганизмы: грибы и многие виды бактерий. Показано применение систем наночастиц в практике борьбы с грибковыми заболеваниями растений, использование их в качестве биосенсоров в диагностике заболеваний растений.

Горький миндаль является одним из наиболее используемых в качестве подвоя сортов косточковых плодовых культур, однако отличается чув-ствительностью к солевому стрессу. Проведены опыты по изучению воздействия различных уровней засоленных поливных вод на вегета-тивный рост и фотосинтетические пигменты горького миндаля с зада-чей поиска метода увеличения его устойчивости к засолению. Oрехи до стратификации замачивали в растворе NaCl различной степени: 1 dsm-1, 3 dsm-1 и 5 dsm-1 за 48 ч. Затем семена посеяли в перлит и в течение 8 недель при температуре 6 ℃ поливали раствором NaCl различной степени. Проросшие семена высаживали в горшки со смесью торфа и перлита и поливали водным раствором с самой высокой концентрацией соли 5 dsm-1. Проведены полные блочные рандомизированные исследования с троекратным повто-рением. Результаты показали, что замачивание и орошение семян горького миндаля водой с высоким концентратом соли 5 dsm-1 в период прорастания, а затем после посадки приводило к большей силе расса-ды с наилучшей адаптацией к солевому стрессу после посадки, что четко выявляется по таким параметрам, как прирост диаметра стебля, высота растения, общее количество листьев/растений, свежая и сухая масса листьев, количество фотосинтетических пигментов и общее со-держание углеводов. При меньшей концентрации соли саженцы подвер-гались гиперосмотическому шоку, поэтому солевые травмы препятство-вали росту таких растений, происходило увеличение падения листьев и снижение содержания фотосинтетических пигментов в полученных са-женцах.

Современные сорта и гибриды возделываемые в открытом грунте очень требовательны к наличию влаги и питательных веществ в почве. Исследовано применение фергетации для повышения устойчивости томатов на орошаемых землях. Изучена сравнительная эффективность использования аммиачной селитры, кальциевой селитры (нитрата кальция) и комбинации кальциевой селитры и хлорида аммония для фертигации томата в сочетании с некорневыми подкормками комплексными водорастворимыми удобрениями, содержащими макрои микроэлементы, в открытом грунте на орошаемой светло-каштановой почве сухостепной зоны каштановых почв Волгоградской области. Проведен анализ использования минеральных удобрений для фертигации томата в условиях светло-каштановых почв Волгоградской области. Доказано положительное влияние листовых подкормок микроэлементами в предложенных дозировках.

Девять генетически разнообразных перспективных линий подсолнечника по основным признакам урожайности были скрещены с тестером в весеннем сезоне 2018 г. для оценки их продуктивности по нескольким признакам. Родительские формы подсолнечника имели четыре типа ЦМС, а именно L1 (A3), L2 (A5), L3 (A9) и L4 (A13) (далее именуемые «Линии» (женские линии)) и пять генотипов подсолнечника T1 (RF9), T2 (RF10), T3 (RF11), T4 (RF14) и T5 (RF1) в качестве мужских линий (далее именуемые «Тестер»). В летнем сезоне 2018 и 2019 гг. девять родительских форм вместе с их семенами 20 F1 были проанализированы и получили оценку на Станции сельскохозяйственных исследований Shandaweel (ARC, Мухафаза Сохаг, Египет) с использованием рандомизированных полных блоков с тремя повторностями. Средние значения показателей для родительских форм (P), кроссов (C), линий (L), тестеров (T), P по сравнению с C и (L ´ T) были значимыми для всех изученных признаков. Большая величина неаддитивного действия гена, чем аддитивного, была выявлена при больших соотношениях (GCA/SCA), чем всех изученных признаков (за исключением периода до 50% цветения). A5 и A13 ЦМС линии и RF11 и RF14 линий - тестеры оказались лучшими родительскими формами по показателю массы семян с одного растения. Кроме того, были выявлены лучшие кросс-комбинации A13 ´ RF11, A13 ´ RF1 и A5 ´ RF9, по сравнению с другими получившимися гибридами по признаку массы семян с одного растения и одного или нескольких сопутствующих признаков. Таким образом, полученные гибриды F1 могут в дальнейшем использоваться в коммерческих целях.

Приведен обзор биогенных агроэкологических рисков в растениеводстве, для снижения которых возможно использование биотехнологических подходов. Рассмотрены пути, предлагаемые современной биотехнологией, для снижения негативного влияния двух наиболее распространенных вредоносных объектов: колорадского жука ( Leptinotarsa decemlineata Say) и фитофторы ( Phytophthora infestans (Mont.) de Bary), приводящих к значительным потерям урожая картофеля. Проведен анализ возможных потенциальных рисков, связанных с использованием трансгенных организмов. Показано, что применяемые в настоящее время методы клеточной инженерии растений (соматическая гибридизация и микроклональное размножение) являются экологически оправданными биотехнологическими способами борьбы с фитофторозом. Потребность разработки генно-инженерных методов связана с обострением биогенных агроэкологических рисков, для снижения которых эффективна стратегия упреждающей интрогрессивной селекции, основанной на клеточноинженерных и молекулярных методах.

Приведен краткий обзор исследований климатических изменений и их негативного влияния на растениеводство в регионах Китая. Повышение показателей средней температуры в течение сезона может повлиять на продолжительность вегетации многих культур, вызвав тем самым снижение урожайности. В северной части Китая увеличится продолжительность вегетационного периода у одних культур и сократится у других. Кроме того, изменения коснутся и количества осадков, увлажненности почв, распространения опасных вредителей и сорняков. Результаты анализа исследований обосновывают необходимость разработки жаростойких и засухоустойчивых высокопродуктивных сортов и сортов, способных обеспечить продовольственную безопасность страны. Рекомендуется адаптировать фермерские хозяйства к стратегиям, объединяющим традиционный опыт и знания коренных народов с научными исследованиями и государственной политикой, в качестве ключевого фактора успешного преодоления неблагоприятных последствий изменения климата. Отмечена важнейшая роль сотрудничества всех стран в целях значительного сокращения выбросов парниковых газов.

Природно-климатические условия расположения зеленого пояса столицы Казахстана города Нур-Султан являются неблагоприятными для произрастания древесных и кустарниковых пород из-за низкой плодородности почвы, резко-континентального климата и других факторов. Цель исследований - выбор ассортимента устойчивых интродуцентов в зеленом поясе г. НурСултан. В задачу мониторинга роста и состояния искусственных насаждений входил выбор ассортимента устойчивых хвойных интродуцентов. Объектами исследований были лесные культуры хвойных интродуцентов, посаженные в 2011 г. однолетними сеянцами с закрытой корневой системой (ЗКС) и трехлетними сеянцами с открытой корневой системой (ОКС). По результатам наблюдений за сохранностью, таксационными показателями и состоянием искусственных насаждений выявлено, что для почвенно-климатических условий региона исследований наиболее приспособленными оказались интродуценты рода Ель - ель черная и сибирская. Также хорошим жизненным состоянием характеризовался дуб черешчатый, но в первые годы после посадки он подвергался значительным повреждениям поздне-весенними заморозками и объеданию грызунами. Лиственница сибирская, несмотря на то, что большинство растений погибло в первые годы после посадки, в настоящее время приспособилась к почвенно-климатическим условиям и достаточно хорошо растет и имеет удовлетворительное состояние. Сохранность интродуцентов, посаженных однолетними сеянцами с закрытой и открытой корневой системой, практически не различалась и в 8-летнем возрасте составила соответственно 62,6 и 64,9%. Выявлено, что лучше высаживать культуры сеянцами более старшего возраста (3-4-летними), так как выращивание однолетних саженцев ЗКС требует больших финансовых и трудовых вложений из-за продолжительных ручных уходов. Следовательно, для создания искусственных насаждений в зеленом поясе г. Нур-Султана можно рекомендовать ель сибирскую, ель черную и дуб черешчатый. При их выращивании необходимо проводить тщательные агротехнические уходы и защиту от грызунов.

Предложено техническое решение по адаптации серийных опрыскивателей, заключающееся в применении полосового опрыскивания с возможностью точного внесения и перераспределения рабочего раствора по объектам воздействия с учетом фазы развития культуры. Это позволяет снижать гектарные нормы внесения и стрессы культурных растений, экономит денежные затраты на химическую обработку, способствует решению экологических проблем посредством снижения химической нагрузки на почву. Предлагаемый подход и техническое решение позволяют дополнить комплекс машин для механической обработки почвы в рамках полосовой технологии и снизить химическую нагрузку на биосферу.

Из птичьего помета путем микробиологического синтеза получена кормовая добавка. Помет птиц после 10 дней выпаивания пробиотиком из штаммов B. subtilis ТНП-3 и B. subtilis ТНП-5 не содержит потенциальных энтеропатогенов и может быть использован в виде сырья для получения кормовой добавки. При разработке технологии кормовой добавки - пудрета с применением экструдирования основывались на результатах микробиологических и биохимических исследований. Экструдирование при температуре до 120 °С в течение 5-6 с обеспечивает содержание полезных бактерий и достоверно высокое содержание незаменимых аминокислот. По результатам биохимических исследований в кормовой добавке из помета содержится 18 свободных аминокислот. Общая концентрация свободных аминокислот в пудрете составляет 406,3 мг/кг, что 1,7 раза выше, чем в помете без ферментации и экструдирования. Как показали опыты, включение в рацион 3,3% кормовой добавки не оказывает отрицательного действия на физиологическое состояние, жизнеспособность и продуктивность кур-несушек. Сохранность птиц в обеих группах - 100%. Отсутствие условно-патогенных микроорганизмов, микроскопических грибов и присутствия бифидои спорообразующих аэробных бактерий рода Bacillus в пудрете, а также преобладание представителей полезной нормофлоры и отсутствие потенциальных энтеропатогенов у опытной группы кур после его применения (по сравнению с контролем) позволяют сделать заключение о пробиотических свойствах кормовой добавки, полученной путем микробиологического синтеза из птичьего помета. Результаты биохимического исследования яичной продукции свидетельствуют, что применение кормовой добавки (до 3,3%) от основного рациона кур-несушек достоверно повышает содержание основных микрои макроэлементов в яйце, по сравнению с контролем. Следовательно, применение кормовой добавки - пудрета (до 3,3% от основного рациона) не снижает качество яичной продукции. Доказано, что фекалии от птиц при использования препарата «Норд-Бакт» и дальнейшей ферментации их сочетанием бактерий B. subtilis ТНП-3 и B. subtilis ТНП-5 после экструдирования могут быть применены в качестве кормовой добавки как источник аминокислот и полезных микроорганизмов.

Биоцидную активность Vernonia amygdalina оценивали на клещах Rhipicephalus appendiculatus , ответственных за заболевания скота в северных и южных провинциях Киву. Испытания в пробирке проводились в лаборатории Научно-исследовательского центра Лвиро, чтобы определить смертельную дозу для разных сроков после контакта клещей с экстрактами. Были оценены пять различных доз 1,25, 2,5, 5, 10, 20 г/мл. Вода рассматривалась как положительный, а Батикол - отрицательный контроль. Фитохимическая обработка экстрактов растения Vernonia amygdalina показывает, что это растение содержит несколько веществ, ответственных за акарицидную активность, в основном сапонины, терпеноиды, стероиды и дубильные вещества. Эксперимент показывает уровень смертности, который зависит от концентрации экстрактов (наиболее фатальна 20 г/мл) и уменьшается со временем воздействия. Водные экстракты показали прогрессивное снижение смертности по сравнению с этанольными экстрактами. Это связано с растворением веществ, ответственных за инсектицидную активность. В исследовании рекомендуется применение в борьбе с клещами крупного рогатого скота водных экстрактов Vernonia amygdalina , природного инсектицида, доступного и легко приготавливаемого, не токсичного для человека и быстро разлагающегося в окружающей среде.

Изучена частота выявления доброкачественных опухолей у убойного крупного рогатого скота. Опухолевая патология выявляется в среднем у 0,04% исследуемого поголовья. Отмечены особенности проявления различных новообразований у данного вида животных. В тушах коров и быков опухоли выявляются в 2-3 раза чаще, чем у молодняка. Определены ветеринарно-санитарные показатели мяса крупного рогатого скота при выявлении доброкачественных опухолей в сравнении с показателями мяса животных без поражения опухолями. Обнаружены при опухолях отклонения в физико-химических свойствах и химическом составе мяса, а также в содержании продуктов первичного распада белков, летучих жирных кислот и амино-аммиачного азота по сравнению с мясом здорового скота. В образцах мяса животных, пораженных опухолями, выявлена повышенная контаминация микроорганизмами (0,28…0,80×102), в т.ч. бактерии группы кишечных палочек и St. aureus . Патогенные бактерии рода Сальмонелла, L. monocytogenes , Cl. perfringens и др. в исследуемых образцах мяса не обнаружены. Отмечено снижение относительной биологической ценности на 4,99…13,87% и безвредности мяса животных, пораженных опухолями, на 5,89…13,89% по сравнению с мясом здорового скота. Полученные данные позволили разработать авторам предложения по использованию в пищевых и кормовых целях мяса животных, пораженных доброкачественными опухолями.

На водно-болотных угодьях, которые в настоящее время находятся под воздействием возрастающей плотности населения, необходимо последовательно увеличить объемы производства сельскохозяйственной продукции. Болота в настоящее время являются весьма востребованными сельскохозяйственными территориями из-за существующей проблемы нехватки пахотных земель, а также эрозии и снижения плодородия почв, наблюдающихся на возвышенностях. Бедное население вынуждено использовать маргинальные земли, не оставлять земли под паром, вызывая облесение осушенных территорий. Все это создает чрезмерную нагрузку на экосистему и приводит к деградации почв, сокращению биоразнообразия и истощению ресурсов. Местные фермеры не обладают необходимыми знаниями и технологиями, позволяющими им безопасно использовать эти территории. Результаты данного исследования показывают, что население исследованного района в значительной степени зависит от болотных угодий, используя их для получения питьевой и поливной воды, строительных материалов, плетеных изделий и кормовых растений. Большинство фермеров имеют часть земли, расположенной на водно-болотных угодьях. Основные культуры, выращиваемые в настоящее время, - бобовые и клубненосные культуры, а также рис. Большинство фермеров собирают урожай на болотах и в сухой сезон, и в сезон дождей. Болота обеспечивают 78% фермеров средним доходом от 0 до 30 долл. за участок/сезон, что, учитывая потребности местного населения, является очень низким. Результаты исследования привели авторов к выводу, что на этих болотах преобладали растения Cyperus papyrus . Осушение болот стало причиной высыхания родников, гибели многих видов животных и растений: более 13 лет назад исчезли первоначальная флора и фауна болот.

Региональное социально-экономическое развитие характеризуется наличием широких дисбалансов в структуре отраслевой специализации, которые во многом обусловлены особенностями пространственного развития отдельных территорий. В рамках проведенного статистического исследования развития АПК по регионам России отражена неравномерность агропромышленного развития отдельных территорий, их вовлеченность, а также степень участия в едином народнохозяйственном комплексе страны. На уровне статистической значимости выделены два наиболее важных по уровню накопленного агропромышленного потенциала региона - Краснодарский край и Ростовская область. На основе учета широкого круга социально-экономических индикаторов проведено ранжирование субъектов РФ по интегральному показателю развития АПК и по степени урбанизации. Целью проводимого исследования являлось определение доминирующих регионов по интегральному показателю развития АПК на основе исследования статистической динамики по отдельным видам сельскохозяйственных показателей за продолжительный период наблюдений. Результатом проведенного исследования стало формирование рейтинговой оценки субъектов РФ по интегрированному показателю агропромышленного развития. В процессе исследования поэтапно производится общий вывод о необходимости учета возможностей развития АПК регионов в стратегии устойчивого развития сельских территорий не только на территориальном уровне, но, что более значимо, на федеральном и местном. В целях развития сельских территорий помимо прочего необходимо формирование императивных социальных условий, которые позволят сохранить имеющийся народнохозяйственный потенциал и обеспечат выполнение на селе не только производственной функции, но и демографической, культурно-исторической, трудовой.