Научные достижения Федерального научного центра агробиотехнологий Дальнего Востока им. А. К. Чайки

Полный текст

Федеральный научный центр агробиотехнологий Дальнего Востока им. А. К. Чайки осуществляет научное обеспечение отраслей агропромышленного комплекса Дальневосточного федерального округа, в том числе Приморского края. Центр проводит широкий спектр исследований в области селекции, растениеводства, животноводства, природопользования и природообустройства, экономики сельского хозяйства, биотехнологии и защиты растений.

От опытного поля до научного центра

Развитие научного учреждения началось с организации в 1908 г. Никольск-Уссурийского опытного поля, созданного по указанию Департамента земледелия Главного управления землеустройства и земледелия России [1].

В 1924 г. на базе опытного поля была организована Приморская сельскохозяйственная опытная станция. В 1956 г. она получила статус государственной. Основной задачей опытной станции того времени являлось сравнительное испытание лучших сортов пшеницы, овса, кукурузы, риса, сои и других культур из Китая, Кореи, Японии, США, Финляндии и др. В дальнейшем менялись направления ее работы, расширялся их перечень. На основании Приказа Министерства сельского хозяйства РСФСР от 3 марта 1976 г. № 316 станция была переименована в Приморский научно-исследовательский институт сельского хозяйства. В задачи, поставленные перед институтом, входили содействие развитию сельскохозяйственной отрасли края, внедрение в нее новых технологий.

В целях повышения эффективности и качества фундаментальных и поисковых исследовательских работ, усиления роли аграрной науки в экономическом развитии Дальнего Востока в 2018 г., после присоединения Дальневосточного регионального аграрного научного центра, Приморской плодово-ягодной опытной станции и Приморской научно-исследовательской опытной станции риса к головному научному учреждению – Приморскому научно-исследовательскому институту сельского хозяйства, был образован Федеральный научный центр агробиотехнологий Дальнего Востока им. А. К. Чайки. В декабре 2019 г. в состав Центра вошел Дальневосточный научно-исследовательский институт защиты растений.

Результаты селекции сельскохозяйственных культур

В Центре агробиотехнологий проводится многолетняя селекционная работа по созданию новых сортов ряда сельскохозяйственных культур. Сформированная система селекции и семеноводства обеспечивает сельское хозяйство Приморского края высокопродуктивными сортами и качественными семенами [2–5]. Она позволила создать высокоурожайные сорта и гибриды. Потенциальная урожайность созданных сортов риса составляет 3,2–4,0 т/га, пшеницы – 4,5–5,5 т/га, сои – 3,5–4,5 т/га, картофеля – до 50 т/га.

В Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию, внесено 68 сортов сельскохозяйственных культур селекции центра.

Эффективность селекционного процесса повышают современные технологии молекулярного маркирования, с помощью которых можно выявлять доноры агрономически важных признаков, маркировать гены устойчивости к болезням и другим биотическим и абиотическим факторам, идентифицировать сорта и др. [6].

Традиционной культурой на Дальнем Востоке является картофель. Учеными центра ведется работа по повышению устойчивости сортов к различным заболеваниям, улучшению качественных параметров, росту урожайности, выведению новых сортов, например с различной окраской клубней [7]. Проводятся исследования по оценке сортов картофеля на выявление генов устойчивости к вирусам Х и Y, нематодам (золотистая и цистообразующая) с использованием ПЦР анализа. Изучается наличие механизмов устойчивости у сортов картофеля к картофельной коровке Henosepilachna vigintioctomaculata Motsch, грибным заболеваниям и бактериозам.

Разработан научно обоснованный регламент производства оригинального семенного картофеля. Урожайность перспективных сортов картофеля достигает 50 т/га.

В рамках национального проекта «Наука и университеты» создан Селекционно-семеноводческий центр по картофелю. Основной целью его деятельности является создание и внедрение в сельскохозяйственное производство на Дальнем Востоке современных адаптированных, комплексно устойчивых сортов картофеля многоцелевого назначения на основе собственных разработок. В настоящее время ведется безвирусное семеноводство перспективных сортообразцов.

Приморский край – один из старейших регионов рисосеяния в России. Здесь выявлено более 100 тыс. га рисопригодных земель. Учеными центра выведены адаптированные к местным условиям сорта риса с коротким вегетационным периодом, разработана зональная технология возделывания, энергосберегающая агротехника [8]. Проводятся исследования по молекулярно-генетическому маркированию хозяйственно ценных признаков дальневосточных сортов риса с помощью ПЦР анализа. В числе высокопродуктивных такие сорта риса селекции Центра агробиотехнологии, как Луговой, Рассвет, Долинный, Каскад, характеризующиеся высокой потенциальной урожайностью (5,5– 7,0 т/ га), устойчивые к полеганию, осыпанию, имеющие эффективные технологические показатели качества крупы. С помощью методов гаплоидии, маркер-ориентированной селекции создается исходный материал риса, устойчивый к пирикуляриозу [9]. С 2010 г. функционирует рисовая оросительная система, где проводятся исследования по селекции и технологии возделывания риса с учетом сортовых особенностей.

Значительные исследования развернуты по сое, посевы которой ежегодно увеличиваются на Дальнем Востоке. В связи с этим актуальной задачей селекции на современном этапе является создание сортов, наиболее полно реализующих почвенно-климатический потенциал региона и отвечающих требованиям сельскохозяйственного производства – повышенное содержание белка, более короткий вегетационный период, высокая устойчивость к полеганию [10, 11]. Успешно реализована регенерация растений сои двумя путями – из тканей семядольного узла (органогенез) и из тканей семядолей незрелых зародышей (соматический эмбриогенез). Методом биотехнологии создан первый в РФ сорт сои Приморская 81, районированный в Приморском крае с 2004 г. Сорта сои Приморская 86, Муссон, Сфера, Бриз и другие наряду с высокой и стабильной урожайностью отличаются разнообразием по срокам созревания, типу использования и иным признакам. В результате сотрудничества с селекционерами Республики Корея был создан сорт овощного направления Намуль.

Стратегическая задача селекции гречихи состоит в создании сортов с повышенным содержанием флавоноидов (рутина).

На территории Дальнего Востока селекция гречихи ведется только в Федеральном научном центре агробиотехнологий [12]. Новый сорт Уссурочка отличается достаточно высокой семенной продуктивностью и высоким содержанием флавоноидов. Сейчас проводятся исследования в направлении экспрессии генов, участвующих в синтезе рутина [13].

Селекция пшеницы направлена на создание сортов, характеризующихся высокой урожайностью и качеством зерна. Основное внимание при создании новых сортов обращают на устойчивость к климатическим факторам, которые отрицательно влияют на стабильность урожайности. В Дальневосточном регионе сорта мягкой яровой пшеницы Приморская 39, Приморская 40, Приморская 50, Никольская имеют среднюю продуктивность 3,5–4,3 т/га. В благоприятные годы максимальная урожайность составляет 5,2 т/га.

Яровой ячмень на Дальнем Востоке является одной из главных фуражных культур. Селекционная работа с ячменем ведется по различным направлениям: скороспелость, продуктивность, повышенная озерненность главного колоса, устойчивость к полеганию, выносливость к поражению пыльной головней и листовыми болезнями.

Научные исследования в области садоводства и питомниководства нацелены на совершенствование существующих и разработку новых технологий селекционного процесса [14]. Значительное место в селекции и сортоизучении плодово-ягодных культур занимает выделение новых сортов с комплексом хозяйственно ценных признаков. Главные среди них – адаптивность к окружающей среде, устойчивость к биотическим факторам, продуктивность и потребительские качества плодов.

Достижения селекционеров способствовали обогащению промышленного сортимента сливы: Антонина, Надежда Приморья, Приморочка, Шаровая. Новый сорт сливы

Приморочка устойчив к вредителям и болезням, отличается декоративностью – его листья имеют пурпурный цвет.

Дальний Восток – уникальный регион России по потенциальным возможностям производства сырья лекарственных и нетрадиционных ягодных и плодовых растений, таких как калина, актинидия, лимонник, жимолость. Здесь произрастает 1100 видов лекарственных растений, причем 600 из них не встречаются в других зонах страны и обладают неповторимым биохимическим составом. В настоящее время в Российской Федерации культивируется для медицинских целей около 40 видов, в числе которых из флоры Дальнего Востока практически нет ни одного. При этом все виды редких и охраняемых дикорастущих пищевых и лекарственных растений Приморья требуют искусственного возобновления запасов.

В Центре агробиотехнологий проводятся исследования по интродукции лекарственных растений, совершенствованию агротехники, селекции, защите от вредителей. Выделены и размножаются адаптированные к местным условиям сорта и популяции эхинацеи, мыльнянки, девясила, мяты и др. [15]. Созданы сорта лекарственных культур: девясил высокий Маяк, мыльнянка лекарственная Зорька, эхинацея Приморская пурпурная.

Исследования по кормопроизводству

Особое внимание придается исследованиям в области разработки эффективных, экологически безопасных, низкозатратных способов заготовки кормов – способов, в результате применения которых при высокой сохранности энергетической и протеиновой питательности растительного сырья обеспечивается максимальная трансформация полезных веществ кормовых средств в полноценную продукцию животноводства.

Основные вопросы исследований: разработка агротехники многолетних трав, использование их в качестве предшественников, совместный посев трав со злаковыми культурами, усиление селекционной работы, расширение семеноводства перспективных видов и сортов трав. Проводятся исследования по подбору сортов на зимостойкость, продуктивность, использование на кормовые цели, а также фундаментальные и поисковые научные исследования, направленные на разработку новых более эффективных систем кормления всех видов сельскохозяйственных животных, обеспечивающих условия для максимальной реализации генетического потенциала продуктивности и сохранения здоровья животных.

За годы исследовательской работы созданы сорта кормовых культур: клевер луговой Приморский 28, Приморский 14, Командор, овсяница луговая Восточная, кострец безостый Первомайский, лисохвост луговой Раис, полевица гигантская Заря, донник белый Диомид. Сформирована система лугопастбищного и полевого кормопроизводства Приморского края, отработаны технологии возделывания различных видов однолетних и многолетних трав, изучены особенности формирования зеленого конвейера в условиях края, усовершенствованы приемы семеноводства кормовых культур.

Исследования по пчеловодству

Выполнены научные исследования хозяйственно полезных признаков и физиологических изменений при использовании растительных препаратов в подкормке пчел. Установлена экономическая эффективность применения фабричного препарата экстракта свободноягодника (элеутерококк колючий) и настоя его листьев. Добавление данных препаратов в подкормки увеличивает продуктивность пчел, способствует улучшению зимовки и весеннему развитию пчелиных семей. Разработана программа создания медоносного конвейера для улучшения кормовой базы пчеловодства. В данный конвейер включены такие культуры, как донник белый и желтый, медовая продуктивность которых составляет в среднем 200–300 кг/га, козлятник восточный, гречиха и фацелия. Их видовой состав обеспечивает беспрерывное поступление нектароносного сырья в течение всего летнего периода. Это позволяет получать не только медовую продукцию, но и семена медоносных культур для дальнейшего распространения их в регионе.

Итогом многолетних исследований явилось создание породы пчелы медоносной Дальневосточная, зарегистрированной в Госреестре охраняемых селекционных достижений в 2018 г. Предложена технология содержания пчелиных семей в пенополиуретановых ульях в условиях Приморского края.

Приоритетным направлением в селекционной работе является снижение ройливости пчел, усовершенствование хозяйственно полезных признаков новой породы пчел, улучшение восковой и медовой продуктивности, повышение зимостойкости [16].

Исследования по земледелию

За последние годы разработаны и предложены для внедрения в хозяйствах Приморского края различные схемы севооборотов с короткой ротацией, модели адаптивно-ландшафтных систем земледелия для хозяйств различной специализации и форм собственности, выявлены пути оптимального использования почвенных и гидротермических ресурсов агроландшафтов, усовершенствованы и предложены технологии выращивания основных культур, обеспечивающие при сокращении затрат на 15–20% формирование урожайности зерновых культур на уровне 30–35 ц/га и сои 22–25 ц/га. Разработана улучшенная технология создания мощного пахотного слоя почвы на основе глубокого рыхления подпахотного горизонта и применения дефеката в условиях Приморского края. Впервые выявлены особенности формирования величины и качества урожая семян сои у сортов разных групп спелости в зависимости от применяемых десикантов. Работа ведется в направлении совершенствования технологий выращивания новых сортов сельскохозяйственных культур и воспроизводства плодородия почв при применении разных систем удобрений, изыскания путей сокращения затрат материальных и трудовых ресурсов при проведении основной обработки почв, дифференциации применения мер борьбы с сорной растительностью, оптимизации норм органических и минеральных удобрений при разных уровнях обеспеченности почвы элементами питания.

Для изучения системы удобрений в 1941 г. был заложен многолетний стационарный 9-польный севооборот, что позволило получать объективную информацию по многим вопросам применения удобрений в севообороте [17]. В настоящее время ведутся работы по вопросам общего земледелия. На основании многолетних исследований учеными дана комплексная оценка влияния различных систем удобрения на плодородие лугово-бурой отбеленной почвы и урожайность сельскохозяйственных культур.

Исследования по экономике

В 1980-е годы проблема повышения эффективности общественного труда находилась в центре внимания целого ряда направлений экономического анализа, включая экономику отраслей АПК. В тот период активно развивались процессы межхозяйственной кооперации в сельском хозяйстве. В дальнейшем научная проблематика расширялась, особенно это касалось вопросов хозрасчетных отношений, создания кооперативных и агропромышленных объединений. В последующем, в переходный период развития экономики страны, исследования проводились в рамках эволюции отношений собственности в условиях экономической реформы, формирования и развития организационно-экономического механизма агропромышленного комплекса. В течение последних десяти лет научной деятельности ученые занимаются исследованием приоритетных направлений по проблемам эффективности сельскохозяйственного производства [18]. Обоснованы механизмы организационного построения и экономические отношения в хозяйствующих субъектах аграрного предпринимательства при разных формах межотраслевого взаимодействия, дана экономическая оценка новых технологий возделывания сельскохозяйственных культур.

Исследования по защите растений

Многие из современных разработок в области защиты растений сосредоточены в Дальневосточном научно-исследовательском институте защиты растений – филиале Федерального центра агробиотехнологий, созданном на базе Приморского филиала Всесоюзного научно-исследовательского института фитопатологии, основанного в 1959 г., и Дальневосточной станции защиты растений. Ученые проводят исследования по комплексной защите посевов важнейших сельскохозяйственных культур от вредных организмов, в том числе от высоковредоносных карантинных объектов, представляющих повышенную опасность для растениеводства Дальнего Востока в условиях изменяющегося климата; изучают уровень экологической безопасности применения гербицидов нового поколения в посевах риса, кукурузы на зерно и сои. Выявлены значительные отличия в чувствительности сортов сельскохозяйственных культур к гербицидам, в том числе в разные фазы развития культуры. Разработано 45 технологий (регламентов) применения гербицидов и фунгицидов. Проведена оценка более 6,0 тыс. сортообразцов сельскохозяйственных культур на устойчивость к болезням и вредителям, даны соответствующие рекомендации селекционерам.

Важное место занимает создание системы биологической защиты на основе энтомофагов, позволяющих исключить использование химических препаратов и получать экологически чистую сельскохозяйственную продукцию. Из местной фауны выявлены и рекомендованы для широкого применения 26 видов энтомофагов вредителей кукурузы, картофеля и овощных культур открытого и защищенного грунта. Разработано 3 методики, 1 регламент, 2 методических указания по их сохранению, производству и применению.

За годы деятельности учреждения получено 48 патентов на сорта по 26 культурам, 1 патент на породу пчелы медоносной Дальневосточная, 31 патент на изобретения, 3 патента на полезные модели, 1 свидетельство на товарный знак.

В центре внимания ученых Центра, как и прежде, остаются вопросы селекции и семеноводства, импортозамещения семенами отечественной селекции. Приоритеты отдаются также созданию научно обоснованных передовых технологий развития сельскохозяйственного производства, развитию материально-технической базы.

На современном этапе традиционная селекция дополнена методами биотехнологии и генетики. Новые сорта и гибриды – это результат творческого союза селекционеров с генетиками, биотехнологами, фитопатологами, физиологами, экологами и другими учеными.

Об авторах

Алексей Николаевич Емельянов

Федеральный научный центр агробиотехнологий Дальнего Востока им. А. К. Чайки

Автор, ответственный за переписку.
Email: emelyanov.prim@yandex.ru

кандидат сельскохозяйственных наук, директор

Россия, Уссурийск, пос. Тимирязевский

Оксана Викторовна Мохань

Федеральный научный центр агробиотехнологий Дальнего Востока им. А. К. Чайки

Email: oksana.moxan@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-7660-3348

кандидат сельскохозяйственных наук, заместитель директора по научной работе

Россия, Уссурийск, пос. Тимирязевский

Татьяна Александровна Потенко

Федеральный научный центр агробиотехнологий Дальнего Востока им. А. К. Чайки

Email: econom_nti@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8438-7342

кандидат экономических наук, ведущий научный сотрудник

Россия, Уссурийск, пос. Тимирязевский

Список литературы