Научно-популярный журнал современного сельского хозяйства № 01 за 2012 год by Agroxxi

Научно-популярный журнал современного сельского хозяйства

1 | 2012 (4)

Тема номера:

Сорняки наступают и проигрывают

Сорняки наступают и проигрывают Инновации в защите пшеницы

Все дело в препаративной форме Эффективная доставка действующего вещества

Мастерская бактерий Разработка средств защиты с помощью биотехнологий

02 курьер 1 | 12

В номере

ТЕНДЕНЦИИ

Сорняки наступают и проигрывают

Стр. 06 ТЕХНОЛОГИИ

Все дело в препаративной форме

Среди разнообразия культурных растений пшеница занимает главенствующее место как важнейший для человека вид, дающий продовольственное зерно. Обладая высоким генетическим потенциалом урожайности, пшеница нуждается в защите от сорняков, бороться с которыми становится все труднее из-за появления устойчивых видов.

Стр. 18

Формуляция препарата призвана оптимизировать доставку действующего вещества к мишени, обеспечив его равномерное распределение в рабочем растворе и эффективное поглощение целевым растением.

Стр. 22

БИОТЕХНОЛОГИИ

Мастерская бактерий В настоящее время ученые «Байер» используют биотехнологии, позволяющие расширить способности клеток бактерий вырабатывать вещества, применяемые затем в качестве средств защиты растений. Для повышения эффективности своих миниатюрных помощников специалисты разрабатывают новые биотехнологические приемы.

Сourier: Bayer CropScience AG, Monheim am Rhein, Germany / Editor: Bernhard Grupp

Редколлегия: Д. Тришкин (к. б. н.), Н. Мирошникова, В. Борисенко, Н. Комков (к. б. н.), «Курьер Байер КропСайенс» Л. Н. Ульяненко (д. б. н., профессор), (Россия): издается ЗАО «Байер» В. Касьяненко (к. с.-х. н.)

Свидетельство о регистрации СМИ ПИ № ФС 77-44712 от 21 апреля 2011 г. Выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций

Настоящее издание не для продажи, не является источником получения прибыли. Настоящее издание является прототипом и переводом с немецкого языка на русский язык журнала «Курьер», издаваемого компанией «Байер КропСайенс АГ» в ФРГ. Содержащаяся в издании информация и размещенные в нем материалы не являются рекламой товаров/работ/услуг, а также компаний, входящих в группу компаний Bayer; не имеют в качестве основной своей цели продвижение товара, выпускаемого компаниями, входящими в концерн Bayer, на рынке и не являются

Журнал подготовлен при участии издательства «МедиаЛайн» www.medialine-pressa.ru Подписано в печать 15.05.2012. Отпечатано в типографии «Вива-Стар». Тираж: 8500 экз. «Курьер». Электронная версия журнала: www.bayercropscience.ru/ru/courier

предложением или офертой для приобретения упоминаемых в настоящем издании товаров/работ/услуг; содержат справочно-информационные и аналитические материалы, результаты научных исследований, испытаний и достижений компаний, входящих в концерн Bayer; носят научно-популярный характер; содержат также статистические, сводные и видоизменяющиеся полезные данные, основанные на количественных и качественных показателях отдельных явлений, объектов и исследований.

В номере

первые лица Дмитрий Тришкин, руководитель отдела оперативного маркетинга «Байер КропСайенс»: Практика и тактика

Уважаемые коллеги!

ТЕНДЕНЦИИ Сорняки наступают и проигрывают Инновации в защите пшеницы

ИННОВАЦИИ Вердикт для сорняков Передовые препараты для защиты российских полей Защита кукурузы начинается с Аденго Новый препарат радикально меняет представление о раннем контроле сорняков в посевах кукурузы

ТЕХНОЛОГИИ Новые возможности уборочного комбайна Высокие технологии в сельском хозяйстве Все дело в препаративной форме Определяющий фактор в эффективности обработок

БИОТЕХНОЛОГИИ Мастерская бактерий Разработка новых средств защиты растений с помощью методов «белой» биотехнологии

ТЕНДЕНЦИИ Нам нужны новые сорта пшеницы! Глобальные проекты «Байер КропСайенс» в области научного сотрудничества

БАЗОВЫЕ ЗНАНИЯ Как работают гербициды Эффективный элемент в системе контроля сорняков

ПАНОРАМА На «зеленых» подошвах Использование биосырья в производстве обуви делает ее более экологичной

ербициды в системе защиты растений занимают едва ли не главенствующее положение, и без них не обходится практически ни одна технология возделывания сельскохозяйственных культур. Это вполне объяснимо, поскольку сорняки – объект их воздействия – напрямую конкурируют с растениями за элементы питания и солнечную энергию, кроме того, являются промежуточными хозяевами или местом резервации многочисленных патогенных организмов и насекомых-вредителей. «Байер» – важный поставщик гербицидов как в мире, так и в Российской Федерации, где пестициды в этом сегменте занимают до половины объема рынка химиче ских средств защиты растений. Компания первой разработала и предложила для борьбы со злаковыми сорняками в посевах зерновых гербицид Пума супер, тем самым перевернув устоявшиеся взгляды на систему защиты этих культур. Еще одним прорывом «Байер» стало изобретение в 60-х годах прошлого века гербицида Бетанал, который успешно подавлял маревые сорняки, не нанося вреда сахарной свекле, относящейся к тому же семейству. Бетанал «победил» тяпку, освободив человека от каторжного ручного труда. И сегодня мы не устаем удивлять хозяйственников России своими препаратами. Наш МайсТер – единственный гербицид на кукурузе, содержащий специальный «кукурузный» антидот, позволяющий работать в широком временном окне, не вызывая фитотоксичности на культуре. Широкий спектр действия и высокая эффективность позволяют получить до 10 ц/га прибавки урожая зерна по сравнению с традиционно используемой схемой защиты. В 2012 году «Байер» выводит на рынок новый препарат Вердикт — единственный пока гербицид кросс-спектра, контролирующий как однодольные, так и двудольные сорняки, в том числе костер в посевах зерновых. «Байер» не останавливается на достигнутом. Следующий, 2013 год для нас станет годом инноваций! Среди большого перечня новых препаратов будут выведены на рынок три гербицида на кукурузе и зерновых, способные разрушить существующие догмы в защите этих культур. Данный выпуск журнала посвящен в основном проблеме защиты растений от сорняков. В то же время мы не ограничивали себя строгими рамками: главной идеей и целью считаем освещение инноваций в сельском хозяйстве. Надеемся, номер покажется Вам интересным и познавательным. С уважением, Дмитрий Тришкин

1 | 12 курьер 0

0 курьер 1 | 12

первые лица

Дмитрий Тришкин, руководитель отдела оперативного маркетинга «Байер КропСайенс»

Практика и тактика «Байер КропСайенс» разрабатывает и предлагает аграриям технологии и продукты, способствующие получению максимальных урожаев сельскохозяйственных культур высокого каче ства. Дмитрий Тришкин, руководитель отдела оперативного маркетинга, уверен, что внедрение современных методов защиты растений и подготовка профессионалов – важная, необходимая и благородная задача.

митрий, в «Байер КропСайенс» есть специальный проект – «Полевая Академия», одной из задач которого является продвижение новых знаний и внедрение технологий в сельскохозяйственную практику. Зачем? – Сейчас производители инновационной продукции для сельского хозяйства сталкиваются с проблемой внедрения своих разработок – приходится убеждать и доказывать аграриям необходимость использования новых технологий! Самый эффективный метод – обучение, то есть передача знаний. Сельское хозяйство должно становиться все более технологичным, потому что с каждой пяди пахотных земель требуется все большая отдача, а любое действие обязано быть экономиче

ски оправданным. Защита растений и сохранение урожая, чем занимается наша компания, одна из наиболее продвинутых, наукоемких отраслей агроиндустрии, и здесь важно быть профессионалом. Агротехнологии являются основополагающим звеном повышения эффективности производства. Мы учим правильно подходить к определению тактики борьбы с вредными организмами с учетом особенностей хозяйствования, систем защиты и свойств препаратов, стараемся использовать комплексный подход, решать проблемы конкретного производителя в реальных экономических условиях. От успеха нашей работы зависит как качество продукции, так и здоровье человека и состояние окружающей среды. – Из чего, если так можно сказать, состоит «Полевая Академия»? – Проект «Полевая Академия» очень многогранный и затрагивает

нескольких целевых групп. Мы работаем с аграрными предприятиями во всех природно-климатиче ских зонах РФ: организуем всевозможные форумы, конференции, встречи, на которых рассказываем о наших препаратах и технологиях их использования. В рамках проекта в прошлом году стартовала «БайАрена», где мы проводим демонстрационные испытания препаратов и технологий в полевых условиях. Большое значение уделяется работе со студентами аграрных вузов в рамках движения «БайСтади». Признанным специалистам, с которыми у нас складываются партнерские отношения, мы присваиваем звание «Академик «Полевой Академии» (сейчас их пять) или «Эксперт «Полевой Академии». Кроме того, ежегодно отмечаем аграриев, успешно использующих наши технологии. Достаточно активно внедряем современные технологии совместно с партнерами – немецкими концернами KWS,

Первые лица

CLAAS, LECHLER и другими компаниями. Уделяем большое внимание изданию различных справочных материалов. За последние годы при нашей поддержке подготовлены и изданы великолепно иллюстрированная книга о сорняках юга России Константина Артохина, несколько изданий книг академика РАСХН Ю. Я. Спиридонова, монография И. И. Гуреева и другие серьезные труды российских ученых. Пользуются высокой популярностью иллюстрированные определители вредных объектов основных культур, возделываемых в России, другая методическая литература. – Слово «академия» в названии проекта предполагает, что «Полевая Академия» – место получения знаний. Неужели в сельском хозяйстве так плохо с подготовкой кадров? – Найти грамотного, всесторонне развитого специалиста для сельского хозяйства – сейчас настоящая проблема! Поэтому в рамках программы «БайСтади» мы стараемся возродить престиж аграрных профессий и особенно защиты растений в учебных заведениях страны. Отрадно, что за пять последних лет интерес к обучению сельскохозяйственным профессиям заметно увеличился. Наверняка здесь есть и заслуга нашей «Академии». – Конечно, поддержка молодежи – очень важна, но дефицит знаний наблюдается и среди тех, кто в отрасли давно. – Здесь речь идет скорее о модернизации знаний, об их соответствии вызовам времени. Это осуществляется в рамках большого количества обучающих программ, а также специального проекта «БайАрена» как площадки для реализации наших идей в области защиты растений и места их демонстрации. Проект стартовал в Краснодарском крае, регионе, являющемся в некотором роде локомотивом всего движения «Полевой Академии». Там на специально для такого случая арендованном поле мы апробировали последние разработки «Байер КропСайенс». В первый же год результаты превзошли все ожидания – эффективность технологий была очевидна. За первый год площадку посетили более 200 специалистов аграрной отрасли, и они высоко оценили представленные тех-

1 | 12 курьер 0

нологии. В этом году добавляются еще две арены – в Курской и Липецкой областях. Приглашаем всех желающих посетить наши демон страционные опыты уже в этом полевом сезоне. Программу мероприятий можно найти на сайте www.bayercropscience.ru. – А что запланировано на следующий год? – 2013 год мы собираемся объявить Годом Высоких Технологий и выводим на рынок девять новых препаратов, которые помогут хозяйственникам максимально раскрыть потенциал возделываемых культур. Некоторые из представляемых инструментов знаменуют собой начало нового этапа в защите растений. Например, до- и раннепосле всходовый гербицид для защиты кукурузы; гербицид, специально предназначенный для осенней обработки озимой пшеницы: оба продукта широко используются в соседних странах, но до сих пор незнакомы россий ским аграриям. Также предлагаем высокоэффективные средства обработки семян, включая первый на российском рынке комбинированный инсекто-фунгицидный протравитель. Представляем «листовой» фунгицид для зерновых культур с действующим веществом из абсолютно нового класса химических соединений, обладающим в том числе физиологическим действием. Порадуем рапсоводов инсектицидом, высокоэффективным против цветоеда и настолько безопасным для пчел, что его можно использовать во время цветения культуры. Будут и препараты со знакомыми действующими веществами, но обеспечивающие дополнительные удобства для по требителя, например жидкая форма известного гербицида Зенкор. Наша цель на два-три последующих года – научиться разрабатывать и предлагать индивидуальные адресные решения для хозяйственников. Главное – открыть россий ским аграриям новые технологии, научить их активно пользоваться ими в рамках взаимовыгодного сотрудничества и во имя сохранения благополучия окружающей среды. Поэтому мы развиваемся, осваиваем новые инструменты и передаем свои знания. Беседовала Ольга Сенина

Полевая Академия Проект «Полевая Академия» родился в 2005 году как воплощение в действительность лозунга «Наука для лучшей жизни!». Проект не коммерческий. Его основной целью является продвижение передовых агротехнологий «Байер КропСайенс» путем совершенствования профессионализма хозяйственников. В рамках образовательной части проекта предусмотрено: проведение обучающих мероприятий (семинары, тренинги, встречи, дни поля), участниками которых становятся как партнеры, дистрибьюторы, клиенты, представители бизнеса и работники сельскохозяйственного производства, так и сотрудники компании; создание центров технического консультирования, индивидуальной научнотехнической поддержки; продвижение передовых агротехнологий путем проведения в рамках проекта «БайАрена» демонстрационных опытов с учетом региональных особенностей возделывания сельскохозяйственных к ультур; издание собственного журнала современного сельского хозяйства «Курьер», расширяющего кругозор и предоставляющего новые информационно-аграрные знания; издание монографий ведущих россий ских коллективов ученых по современным агротехнологиям возделывания и защиты основных сельскохозяйственных культур; работа со студентами аграрных вузов в рамках программы «БайСтади»; ознакомление с инновационными разработками и новыми продуктами компании в рамках тематической адресной рассылки.

0 курьер 1 | 12

Тенденции

Инновационные решения для борьбы с устойчивыми видами сорняков

Сорняки наступают и проигрывают Среди всего мирового разнообразия культурных растений пшеница занимает главенствующее место как важнейший для человека вид, дающий продовольственное зерно. По валовому сбору она уступает лишь кукурузе. Ее используют для получения муки, а также в производстве пива, спирта и биотоплива. Обладая высоким генетическим потенциалом урожайности, пшеница нуждается в защите от сорняков, бороться с которыми становится все труднее из-за появления устойчивых видов.

Тенденции

сновная часть пшеницы в мире возделывается в Северном полушарии в виде озимой культуры. В некоторых частях Канады, Казахстана, России и США выращивают яровую пшеницу – для выживания озимой в этих регионах зимы иногда бывают слишком суровы. В Южном полушарии производ ством культуры занимаются Австралия и Аргентина. В России пшенице уделяется особое внимание: в конце прошлого века под ее посевами было занято чуть больше 50% пашни, а в начале нынешнего – уже более 57%. Вместе с тем впервые в современной истории площади под этим злаком в разных регионах планеты остаются на прежнем уровне или даже начинают сокращаться.

Кто и сколько производит пшеницы Ежегодное производство пшеницы колеблется в зависимости от погодных условий, колебаний спроса и объемов производства других зерновых культур. По данным Департамента сельского хозяйства США USDA, в сезоне 2009–2010 объем мирового производства пшеницы превышал объем потребления и сос тавлял 685 млн тонн против 650 млн тонн соответственно, в то время как в 2010–2011 годах наблюдалась уже обратная картина – 654 млн тонн потребления против 651 млн тонн производства пшеницы, с сокращением переходящих запасов с 202 млн тонн в 2009–2010 годах до 199 млн тонн в 2010–2011 годах. По сведениям Службы экономических исследований Департамента сельского хозяйства США, самый высокий показатель мировой торговли пшеницей, составив ший 114 млн тонн, был отмечен в 1987–1988 годах. На тот момент

Марь белая (Chenopodium album)

крупными импортерами зерна являлись Китай и Советский Союз. С тех пор импорт в Восточную Европу, бывший Советский Союз и Китай существенно снизился ввиду развития в этих странах собственных производственных мощностей. Главным мировым экспортером пшеницы являются Соединенные Штаты: в 2010–2011 годах объем экспорта составил 35 млн тонн. Около 80% мирового экспорта зерна поступает из США, Канады, Австралии, Евросоюза и Аргентины. По данным торгового 2009–2011 года, мировой рынок предложения зерновых культур контролируют несколько экспортеров. Первое место – за США, на втором по объемам торговли – страны Евросоюза, на третьем – Канада, четвертом – Украина, пятом – Аргентина, шестом – Россия. После снятия эмбарго на экспорт зерна, по предварительным показателям 2010–2011 торгового года, Россия переместилась на третье место. Это высокое достижение, учитывая, что экспортером страна стала десять лет назад. Как считает министр сельского хозяйства России Е. Скрынник, страна может повысить сбор зерна до 135 млн т/год. Это произойдет в течение 10–15 лет, предполагают в Минсельхозе. При таком урожае мы сможем экспортировать по 40–50 млн тонн зерна.

Чем опасны сорняки Пшеница является высокоурожайной культурой, и ее производство достаточно выгодно из-за невысокой себестоимости. Средняя урожайность по Российской Федерации составляет около 20 ц/га, в передовых хозяйствах получают до 50–60 ц/га, самый высокий урожай в РФ был получен в Краснодарском крае – 103,6 ц/га. Ключевой проблемой, на протяжении длительного времени стоящей перед производителями пшеницы, является борьба с сорняками. По расчетам различных исследователей, наличие сор-

Просвирник лесной (Malva sylvestris)

1 | 12 курьер 0

В России выращивают мягкую и твердую пшеницу, плотноколосую (карликовую) полбу. Мягкая пшеница (Triticum aestivum или Triticum vulgare) занимает около 85–90% посевных площадей пшеницы. Зерно мягкой пшеницы используют в хлебопекарной, кондитерской и меньше в макаронной промышленности. Отходы мукомольной и спиртовой промышленности являются ценным питательным кормом для животных. Твердая пшеница (Triticum durum) значительно отличается по морфологии от мягкой. Используют твердую пшеницу для производства макаронной муки и в качестве улучшителя для хлебопекарной. Полба-однозернянка (Triticum monococcum) и двузернянка (Triticum dicoccum) или эммер, спельта (Triticum spelta) – полудикая пшеница (считается прародительницей всех культурных сортов пшеницы), выращивается в небольшом количестве, имеет зерно, покрытое цветочными пленками, которые сложно отделяются. Пшеница карликовая (Triticum compactum) идет в основном на получение рассыпчатой выпечки. Польская (Triticum polonicum) и английская, или тучная (Triticum turgidum), – выращиваются мало и имеют меньшее хозяйственное значение.

ной растительности в посевах зерновых культур может сокращать урожайность до 60%, а следовательно, защита растений – важное звено технологии возделывания. Сорные растения конкурируют с культурными за свет (простран ство), воду и питательные вещества, уменьшая тем самым потенциальную урожайность агроценозов. При сильной засоренности внесенные удобрения практически полностью поглощаются сорняками и затраты на удобрения приходится списывать в разряд убытков. Помимо прямых потерь урожая зерна возникают проблемы с уборкой и его хранением. В большинстве случаев состав засорителей в агроценозе зерновых злаковых культур представлен смешанным типом, то есть содержит

Кохия веничная (Kochia scoparia)

Щирица запрокинутая (Amaranthus retroflexus)

0 курьер 1 | 12

Тенденции

Мировой рынок экспорта пшеницы, 2010 год США

29,7

80,2

Страны Евросоюза

8,9 Канада

8,0 Украина

7,6 Аргентина

7,5 Россия

7,3

24,1

21,6

20,4

20,2

19,6

Объем торговли, млн тонн зерна

Вклад в мировой экспорт зерна, %

как двудольные, так и однодольные виды сорных растений. В зависимо сти от почвенно-климатических условий наличие тех или иных видов, а также их сочетание и плотность может существенно варьироваться.

Как защитить поля С момента окультуривания пшеницы до середины 90-х годов прошлого века земледельцы располагали немногочисленными вариантами борьбы с сорняками. Во время промышленной революции на сме-

ну ручному труду пришли сельскохозяйственные орудия на конной тяге, а затем тракторы. Химический метод борьбы с сорняками с помощью гербицидов был внедрен в 40–50‑е годы ХХ века, что позволило повысить эффективность контроля сорных растений, оптимизировать производство и увеличить урожайность. В дальнейшем, с 60-х годов прошлого века, комплекс изменений в сельском хозяйстве развивающихся стран, получивший название «зеленой революции», привел к значительному увеличению мировой сельскохозяйственной продукции в мире. По мнению специалистов, с ростом урожайности сельскохозяй ственных культур прямо пропорционально растет и экономическая значимость защитных мероприятий, поскольку трансформация агроэкосистем и нарастание численности опасных вредных объектов способны провоцировать на полях чрезвычайные ситуации. В посевах зерновых на территории РФ отмечается нарастание численно сти злостных сорняков. Активное внедрение минимальной или «нулевой» обработки почвы способствует накоплению в пахотном горизонте значительного количества семян сорняков, а высокая насыщенность севооборота зерновыми культурами и широкое применение противодвудольных гербицидов, снижающих конкуренцию для однодольных

Важнейшим свойством современных гербицидов является их селективность к культуре

видов сорной растительности, усиливают рост численности злаковых сорняков. Такая ситуация развития сорного ценоза требует обязательного проведения защитных мероприя тий. Принципиальное значение в их планировании имеет экономиче ский фактор. В условиях слабопрогнозируемых цен на зерно российские специалисты иногда ошибочно могут отнести к рискованным, с точки зрения окупаемости затрат, осуществление даже минимального комплекса мер по защите посевов. Вместе с тем ситуация в мире по выращиванию пшеницы, а также общие тенденции возрастания по требления зерна свидетельствуют об интенсификации производства зерновых культур. Так что возделывание пшеницы, неотъемлемым звеном которого является использование гербицидов, позволяет существенно снизить себестоимость единицы произведенной продукции и сделать ее производство не просто экономически оправданным, но и прибыльным для сельхозтоваропроизводителей.

Устойчивость сорняков к гербицидам Обладая высокой биологической эффективностью, гербициды в ряде случаев не проявляют ее в полевых условиях, и причиной этого является не нарушение регламентов применения или несоблюдение других технических условий внесения пестицидов, а резистентность сорняков к действию активных веществ препаратов. Устойчивость сорняков к гербицидам впервые была отмечена в 50-х годах прошлого века. Первые сообщения о развитии устойчивости сорных растений к препаратам, относящимся к химическому классу триазинов, появились в конце 70-х годов. К началу 90-х список существенно увеличился – до 120 биотипов сорных растений, устойчивых к триазинам и другим гербицидам 15 химических групп. За последние 15 лет широко распространилась устойчивость сорняков к гербицидам, чье действие направлено на определенные звенья метаболизма сорных растений, и это вызывает тревогу у агрономов по защите растений. Случаи контроля сорняков, не соответствующие позиционируемому уровню, отмечаются при использовании известных препаратов, являющихся ингиби-

Тенденции

торами фермента ацетолактатсинтетазы (АLS) (производные сульфонилмочевины), фермента 5-еноилпирувил-шикимат-3-фосфат-синтазы (ESP) (глифосаты), а также синтетические ауксины (2,4-D). Гербицидам с подобными механизмами действия становится все сложнее бороться с трудноискоренимыми широколистными сорняками. Например, для некоторых видов (кохия в ряде штатов США) уже с конца 90-х годов прошлого века отмечена резистентность к воздействию препаратов с АLS-механизмом действия. Развивается устойчивость и у других видов сорных растений (молокана дикого (Lactuca serriola), щирицы запрокинутой (Amaranthus retroflexus), просвирника лесного (Malva sylvestris). Исключительно важное значение имеет появление видов сорняков, одновременно устойчивых к гербицидам нескольких химиче ских классов (кросс-устойчивость) или последовательно развивающих устойчивость к разным гербицидам (множественная устойчивость). И в том и в другом случаях механизм, лежащий в основе этих явлений, крайне сложен. Вместе с тем в конце XX века селекционерам удалось поставить резистентность на службу сельскому хозяйству: были выведены сорта кукурузы, сои и хлопка, устойчивые к действующему веществу гербицидов сплошного действия – глифосату и глюфосинату, что коренным образом сказалось на эффективности борьбы с сорняками и урожайности перечисленных культур. Принимая во внимание эволюционный характер развития устойчивости, обратить ее только в полезный фактор невозможно: динамично развивающиеся виды в условиях антропогенного воздействия будут стремиться к адаптации, и, следовательно, будут появляться резистентные виды сорняков в новых экологических условиях. Скорость появления устойчивых видов определяется системой хозяйствования и репродуктивным потенциалом вида.

Стратегия антирезистентных программ Появление устойчивых сорняков угрожает интенсификации современного сельского хозяйства. Вопервых, это проблема затрагивает производителей средств защиты растений, вынужденных вкладывать огромные финансы на поиск

и разработку продуктов на основе новых действующих веществ и по следующего их внедрения в практику. Во-вторых, производителей зерновых культур, терпящих убытки за счет снижения биологической эффективности гербицидов и вынужденных проводить дополнительные обработки посевов. В-третьих, носит экологически зависимый характер: нарастание пестицидного пресса негативно сказывается на плодородии почвы, а происходящие сукцессии затрагивают устойчивость внутренних связей компонентов агроэкосистем, что в конечном итоге влияет на состояние окружающей среды. Создание новых препаратов с принципиально отличным механизмом действия возможно благодаря скринингу различных химических соединений на наличие гербицидной активности. При вероятности успеха, составляющей 1 на 140 тыс. исследованных молекул, поиск представляет собой практически лотерею. Несмотря на то что скрининг – трудоемкий и дорого стоящий процесс, компания «Байер КропСайенс» придерживается широкой скрининговой программы. Исследования специалистов компании отличает системный подход при выявлении гербицидной активности. Анализ уровня экспрессии генов позволяет на молекулярном уровне разграничивать известные и неизвестные механизмы действия веществ, обладающих свойствами гербицидов. Для того чтобы не допустить развития резистентности, компания занимается поиском гербицидных соединений с нестандартными механизмами действия, хотя ответные реакции растений тоже могут быть непредсказуемы. Например, развитие устойчивости к глифостату считалось невозможным, тем не менее это произошло. К сожалению, на данный момент не существует эффективного способа прогнозирования и предотвращения появления устойчивости, за исключением регулирования систем защиты посевов. При постоянном применении одного и того же гербицида многократно возрастает интенсивность отбора в популяциях сорняков, и, следовательно, риск появления устойчивых экземпляров повышается. Однако заметным это становится, когда их численность достигает около трети от численности всей популяции. При непрерывном использовании гербицидов

1 | 12 12 курьер курьер 0 0

Резистентность – это одно из проявлений

эволюционного развития видов на Земле и форма адаптации к изменяющимся условиям среды. В естественных условиях появление резистентных экземпляров обусловлено многообразием генов и их аллелей (генофонд) в пределах одного вида растений. Эта наследственная особенность позволяет отдельным представителям популяции сорняков выживать после обработки тем гербицидом, который обычно вызывает гибель данного вида растений. С точки зрения химической защиты посевов она носит негативный характер. На сегодняшний день резистентность выявлена у не менее чем 250 биотипов.

группы сульфонилмочевин устойчивость развивается за три-пять вегетационных сезонов, при внесении гербицидов триазиновой группы – через семь и более лет. Большое значение в профилактике устойчивости имеет внедрение в практику двухкомпонентных гербицидов с разной мишенью действия и комплексный подход к проблеме борьбы с сорняками – использование агротехнического и химического методов защиты. Таким образом, планирование защитных мероприятий с учетом преодоления возможного развития резистентности должно основываться на фактических и прогнозных данных фитомониторинга, выборе приемлемых условий обработки, ежегодной (в крайнем случае двухлетней) ротации гербицидов, обладающих одним и тем же механизмом действия, использовании многокомпонентных препаратов или баковых смесей гербицидов, отличающихся целью атаки, соблюдении севооборотов, использовании районированных сортов, применении рациональных приемов обработки почвы, оптимизации приемов защиты растений и типовых технологий возделывания культуры. Конечно, соответствовать четкой стратегии антирезистентных программ бывает непросто, но эти хлопоты оправдывают себя не только в нынешнем времени, но и в будущем. Это можно рассматривать как своего рода инвестиции в будущий урожай – урожай высокого качества. Вадим Касьяненко, кандидат сельскохозяйственных наук, менеджер по продуктам и культурам «Байер КропСайенс», Лилия Ульяненко, доктор биологических наук, профессор

10 курьер 1 | 12

Инновации

Передовые препараты для защиты российских полей

Вердикт

для сорняков

Административное здание исследовательского центра по гербицидам компании «Байер» (Франкфурт-Хёхст)

В 2012 году «Байер КропСайенс» вывел на российский рынок первый гербицид кросс-спектра для зерновых культур – Вердикт. Это хорошее решение проблемы смешанного засорения в посевах озимой и яровой пшеницы. Кроме того, появление нового уникального препарата для применения на тритикале, для которой существует довольно ограниченный набор гербицидов, должно оказать существенную помощь в защите этой культуры.

стория создания Вердикта началась в 1995 году. По требовалось около семи лет многочисленных испытаний, чтобы добиться максимальной эффективности препарата, экологической безопасности, оптимизировать технологические характеристики, прежде чем гербицид был зарегистрирован и разрешен к использо-

ванию. В его составе содержится мезосульфурон-метил – 30 г/кг, йодосульфурон-метил-натрий – 6 г/кг и мефенпир-диэтил – 90 г/кг (антидот). Сочетание двух действующих веществ и антидота обеспечивает высокую гербицидную активность и безопасность для культурных растений. Вердикт предназначен для защиты посевов яровой и озимой пшеницы и озимой тритикале. На рынок препарат вывели десять лет назад. Сегодня он применяется более чем в 30 странах мира, занимая лидирующие позиции в системе защиты зерновых культур.

Полевые испытания нового препарата в регионах России показали, что в дозировке 300 г/га Вердикт имеет высокую эффективность по целому спектру вредных объектов. Рекомендуемые сроки применения – от фазы трех листьев до окончания фазы кущения у культурных растений.

Кросс-спектр возможностей Основой инновационной технологии, получившей название Мезомакс (Mesomaxx), стало новое действу-

Инновации

Распространение злаковых сорняков в посевах зерновых культур Виды злаковых сорняков

Общая площадь засорения полей зерновых, млн га

Основные регионы

Avena spp., овсюг

30–33

Всемирно

Alopecurus spp., лисохвост

14–18

Европа, Азия

Lolium spp., плевел

12–14

США, Европа, Ближний Восток, Австралия

Phalaris spp., канареечник

10–12

Южная Европа, Ближний Восток, США, Мексика, Азия

Apera spp., метлица

9–10

Европа, Восточная Европа

Setaria spp., щетинник

6–7

США, Канада

Bromus spp., костер

5–6

США, Европа, Азия, Австралия, Ближний Восток

Poa spp., мятлик

4–5

Европа, США

Beckmannia spp., бекманния

ющее вещество из класса сульфонилмочевин – мезосульфурон-метил. Его отличает надежный контроль 24 видов злаковых сорняков из 12 семейств, а кроме того, целого ряда двудольных сорняков. Площадь засорения полей зерновых культур отдельным видом злакового сорняка зависит от региона возделывания, вида сорного растения и, по глобальным оценкам, колеблется от 2 до 33 млн га. Всего в мире эта проблема отмечается на площади не менее 50 млн га. Для России как территориальной части Европы и Азии характерен практически весь набор злаковых сорняков в посевах зерновых культур. Основная причина прогрессирующего смешанного засорения – распространение технологий минимальной или нулевой обработок почвы. Они способствуют накоплению семян сорных растений в верхнем горизонте почвы. К тому же общий объем применения граминицидов на российских полях остается на низком уровне. В результате численность традиционно присутствовавшего на полях овсюга (Avena fatua) возрастает, особенно от этого страдают Сибирь и Поволжье. На юге России, в Краснодарском и Ставропольском краях, сейчас отмечается усиление плотности засорения лисохвостом (Alopecurus myosuroides) и расширение ареала его обитания. Похожая ситуация складывается в Центральном и ЦентральноЧерноземном регионах в отношении метлицы обыкновенной (Apera spica-venti). Особо следует отметить появление в посевах на юге России и частично в центральных регионах видов костра (Bromus spp). До настоящего времени в России не было

Азия

препаратов, способных контролировать костер в посевах зерновых культур. Вердикт решает данную проблему. Помимо этого, он с высокой эффективностью уничтожает овсюг, лисохвост и метлицу благодаря наличию уникального компонента – мезосульфурон-метила. В препарате мезосульфурон-метил использован в сочетании с йодо сульфурон-метил-натрием, уже хорошо известным за счет своей высокой эффективности по отношению ко многим широколистным сорным растениям. Благодаря этому Вердикт уничтожает практически весь спектр присутствующих на поле сорняков и только в отдельных случаях требует добавления дополнительных продуктов (например, при сильном засорении вьюнком полевым хорошие результаты дает применение баковой смеси с препаратами гормонального типа). Мезосульфурон-метил несет в себе еще ряд инновационных преимуществ. Например, после применения граминицидов, относящихся к группе ингибиторов ацетил-Co-A-карбоксилазы (ACC-ингибиторы), при условии выпадения большого количества осадков, может наблюдаться отрастание побегов из узла кущения злакового сорняка. По результатам многолетнего производственного применения, а также регистрационных испытаний в России было отмечено, что применение мезосульфурона препятствует вторичному отрастанию. Мезосульфурон обладает отличным от АСС-ингибиторов механизмом действия. Он ингибирует активность ацетолактатсинтетазы (ALS-ингибиторы), в то время как остальные граминициды на зерно-

Молекула мезосульфурона

вых культурах в России принадлежат к группе ингибиторов ацетилCo-A-карбоксилазы (ACC-ингибиторы). Это имеет большое значение как элемент комплекса антирези стентной программы, поскольку чередование гербицидов с разным механизмом действия является необходимым приемом профилактики возникновения устойчивости.

Синергизм вместо баковой смеси Традиционно для контроля смешанного типа засорения в России принято использовать баковые смеси, в состав которых, как правило, входят ACC-ингибиторы и ALS-ингибиторы либо гормональные препараты. Нередко в таких сочетаниях может наблюдаться антагонизм, выражающийся в снижении эффективности граминицидного компонента. В препарате Вердикт оба действующих вещества относятся к одному классу – сульфонилмочевины, и благодаря этому антагонизм отсутствует, а по ряду сорных растений имеется комплиментарный синергетический эффект, то есть усиление активности. Для поддержания высокого уровня эффективности препарата используется еще одна инновационная разработка компании «Байер КропСайенс» – анионный адъювант БиоПауэр. Сегодня перед земледельцами встают новые проблемы и вызовы, задачи становятся все более амбициозными. Для их решения требуются новые инструменты. И один из них – Вердикт, который позволит земледельцам перешагнуть сущест вующие лимиты по урожайности и обеспечить потребности современного сельского хозяйства в защите от вредных организмов. Вадим Касьяненко, кандидат сельскохозяйственных наук, менеджер по продуктам и культурам «Байер КропСайенс»

1 | 12 курьер 11

12 курьер 1 | 12

Инновации

Новый гербицид радикально меняет представление о раннем контроле сорняков в посевах кукурузы

Защита кукурузы начинается с Аденго Засорение посевов остается сегодня наиболее серьезной угрозой для развития растений кукурузы. Компания «Байер КропСайенс» может предложить принципиально новый подход к решению этой проблемы. Инновационный гербицид Аденго подавляет даже самые трудноискоренимые сорняки, например вьюнок и пырей, давая шанс выжить молодым растениям кукурузы и помогая аграриям сохранить посевы на одном из наиболее критических этапов возделывания культуры – от 3 до 8 листьев.

роизводителям кукурузы приходится нелегко. Они вынуждены преодолевать много препятствий, прежде чем соберут урожай. И дело не только в насекомых, таких как опасный вредитель посевов западный кукурузный жук. Значительный ущерб растениям кукурузы способны наносить присут ствующие в агроценозах сорняки. Особенно опасны они на начальном этапе роста кукурузы, когда молодым растениям приходится конкурировать с разнообразными видами сорняков за воду, свет и питательные вещества. В этот период без помощи человека и применения эффективных гербицидов еще не окрепшие всходы кукурузы могут проиграть в поединке, что неизбежно приведет к серьезным последст виям. Если что-то пойдет не так в борьбе с сорняками на ранних стадиях роста кукурузы, это приведет к потерям десятков процентов потенциально возможного урожая. Имея в своем арсенале такой гербицид, как Аденго, «Байер КропСайенс» сегодня предлагает защиту кукурузы с самого начала роста культуры. Этот новый гербицид с широким спектром дейст вия отлично контролирует более чем 85 видов злаковых и широколи стных сорняков с эффективностью

90–100%. За последние несколько лет препарат был выведен на рынки средств защиты растений в Аргентине, Венгрии, Румынии, Беларуси и Украине под торговой маркой Аденго, а также в США, где он зарегистрирован как Корвус. В следующем году планируется запустить этот продукт и в России. Основное преимущество Аденго заключается в обеспечении так называемого одномоментного решения. То есть за одну обработку новый препарат способен уничтожить полный спектр сорняков в посевах кукурузы. За счет высокой эффективности баковые смеси препарата в сочетании с другими гербицидами или дополнительные опрыскивания посевов бывают необходимы лишь в исключительных случаях. Поскольку Аденго может применяться начиная с довсходовой фазы вплоть до раннего послевсходового периода развития культуры, он является инструментом для тех расЩирица запрокинутая (Amaranthus retroflexus L.)

тениеводов, которые предпочитают гибкие сроки использования гербицида. В действительности это преимущество реализуется в сглаживании пиков напряженности при планировании и проведении защитных мероприятий. Поскольку расход нового гербицида очень низкий, следовательно, меньше и затраты на его транспортировку, хранение и утилизацию упаковочных материалов.

Расширенное окно дает больше гибкости по срокам применения Выгоду от использования Аденго оценили уже многие фермеры. Например, в Венгрии раньше возникали серьезные проблемы в борьбе с самыми разными сорняками, такими как просо посевное (Panicum miliaceum) и ежовник обыкновенный – просо куриное (Echinochloa crus-galli), при этом большое распространение на площади посевов под Дурман обыкновенный (Datura stramonium L.)

Инновации

кукурузой в 1,5 тыс. га имели также щирица, марь, дурман и дурнишник. Благодаря Аденго эти проблемы уже остались в прошлом. Главными преимуществами препарата являются широкий спектр подавляемых им сорняков и гибкость по срокам применения. Известно, что в пик вегетационного сезона приходится обрабатывать большие площади посевов разных сельскохозяйственных культур. И если погода не способст вует проведению довсходовых гербицидных обработок, от них в дальнейшем приходится отказываться, поскольку появляются всходы кукурузы и внесение препарата становится невозможным. Но с гербицидом Аденго эта проблема решается просто: обработки можно продолжить и в послевсходовый период. В 2010 году победителем национального конкурса среди аграриев, занимающихся возделыванием кукурузы, стал венгерский фермер Ференц Микко. В его хозяйстве средняя урожайность зерна кукурузы на площади в 1,8 тыс. га составила 18,4 т с гектара. Это максимальная урожайность кукурузы не только в Венгрии, но и в Европе.

Высокий уровень признания Отличительной характеристикой Аденго является инновационное сочетание действующих веществ. Препарат содержит комбинацию двух ингредиентов с широким спектром действия: изоксафлютол – широко известная активная субстанция из класса так называемых обесцвечивающих гербицидов, а также недавно полученный в лабораториях «Байер КропСайенс» тиенкарбазон-метил – ингибитор ацетолактат синтетазы (АLS). Два активных вещества воздей ствуют на принципиально разные мишени метаболических процессов в растении. Изоксафлютол подавляет механизм естественной защиПросо посевное (Panicum miliaceum L.)

ты сорняков от солнечных лучей. Это происходит путем подавления активности фермента, необходимого для синтеза каротина – пигмента, одной из функций которого является защита от необратимого разложения содержащегося в листьях растений хлорофилла. В отсутствие каротина зеленый пигмент – хлорофилл – под воздействием чрезмерной солнечной энергии разрушается, фотосинтез прекращается, листья обесцвечиваются и растение гибнет. Тиенкарбазон-метил ингибирует в сорняках другой фермент, отвечающий за синтез трех основных аминокислот, играющих ключевую роль в синтезе белков. Без этих аминокислот белки не синтезируются, что ведет к гибели сорного растения. Оба активных компонента гербицида эффективны в отношении широкого спектра сорняков и в целом хорошо переносятся культурой. В состав Аденго также входит ципросульфамид – антидот, обеспечивающий очень быстрое расщепление действующих веществ в тканях растений кукурузы. Благодаря этому культурные растения находятся под защитой, а целевые сорняки быстро гибнут. Гербицид активен как в почве, так и против вегетирующих сорных растений: при довсходовом применении Аденго образует у поверхности почвы слой, через который после дождя начинают прорастать сорняки, поглощая при этом действующие вещества. Благодаря эффекту реактивации изоксафлютола Аденго контролирует несколько волн всходящих сорняков длительный период. Кроме того, препарат попадает в растение через корни и гипокотиль – самый нижний участок стебля сорного растения. При проведении послевсходовой обработки по вегетирующим растениям кукурузы (2–3 настоящих листа) поглощение действующих веществ сорняками происходит через их молодые листья, гипокотиль и корневую систему. Ежовник обыкновенный (просо куриное) (Echinochloa crus-galli (L.) Paul. Beauv.)

Антидот защищает растения кукурузы Новый гербицид пользуется успехом у кукурузоводов далеко за пределами Венгрии. В 2010 году, отличавшемся сложными погодными условиями, многим из них удалось воспользоваться еще одним преимуществом этого препарата. Гербицидная активность комбинации действующих веществ, содержащихся в Аденго, проявляется именно тогда, когда сорняки начинают прорастать, то есть как только почва становится влажной. В засушливые периоды действующие веще ства временно неактивны, однако стоит пройти лишь небольшому дождю, их активность снова возобнов ляется. Для специалистов, возделывающих кукурузу, Аденго также является важным инструментом ком плексной борьбы с сорной растительностью, конкретная задача которой состоит в предупреждении развития устойчивости у сорняков, а также в снижении существующей резистенции к гербицидам. Аденго уже проявил себя как важный элемент антирезистентных программ борьбы с сорняками во многих ситуациях. Учитывая все эти характеристики, становится понятным стремление «Байер КропСайенс» позиционировать Аденго в качестве лидера в сегменте гербицидов для борьбы с сорняками в посевах кукурузы начиная с самых ранних стадий развития культуры. Обобщая мнения и отзывы агрономов хозяйств, компания считает, что Аденго вполне может стать гербицидом №1 для каждого кукурузовода во всем мире. Уже сейчас он получил высокое признание в пяти странах, и этот успех убедителен. Катя Нау (Katja Nau)

Дурнишник обыкновенный (Xanthium strumarium L.)

1 | 12 курьер 13

14 курьер 1 | 12

Технологии

Высокие технологии в сельском хозяйстве Многие сельскохозяйственные машины оснащены самой современной спутниковой навигацией. Их системы способны с точностью до сантиметра позиционировать транспортное средство в поле во время сева, внесения удобрений и пестицидов или уборки урожая

Новые возможности уборочного комбайна Высокотехнологичные уборочные машины все шире используются на полях во всем мире. Их миссия – предоставить аграриям новые возможности для повышения урожайности сельскохозяйственных культур. Кроме того, они позволяют снизить техногенную нагрузку на окружающую среду и сэкономить на расходах на агрохимикаты и средства защиты растений. Инновационные технологии служат подспорьем фермерам в разных частях планеты – от Америки до Азии.

то похоже на противостояние Давида и Голиафа: миниатюрные полевые роботы демонстрируют свои возможности в кукурузных лабиринтах, в то время как гигантские уборочные комбайны, работающие под девизом «больше, тяжелее, мощнее», – простаивают. Испытания проходит уже второе поколение транспортных средств, отличающихся легкостью и маневренностью, меньшим рас-

Технологии

ходом топлива. Машины снабжены датчиками и камерами, которые позволяют ориентироваться в поле с точностью до сантиметра, определять куртины сорняков и скопление вредителей. Одновременно они способны проводить агрохимический анализ почвы и следить за состоянием культурных растений. За счет наличия микропроцессоров такие автоматизированные системы могут даже оценивать стадию зрелости зерна, чтобы собирать лишь полностью созревшие кукурузные початки. Пока полевые роботы остаются инструментом будущего, ведь мощные уборочные комбайны, силосоуборочные машины и тракторы на бразильских плантациях сахарного тростника или пшеничных полях США заменить за один день не удастся. Однако есть уверенность, что новые агрегаты скоро займут важное место, ведь под капотом у них – инновационные технологии!

Помощь свыше Использование спутниковой навигации уже сегодня повышает эффективность растениеводства. Благодаря «помощи свыше» стало возможным прецизионное внесение необходимых доз удобрений и средств защиты растений, что идет на пользу как окружающей среде, так и экономике производителей сельскохозяйственной продукции. Сельскохозяйственные угодья крайне редко бывают совершенно прямоугольными. Система GPS* позволяет лучше управлять насадками на длинных штангах опрыскивателей на границах полей, в результате пестициды попадают исключительно на посевы. Внедрение высокотехнологичных энерго- и ресурсосберегающих технологий в растениеводстве повышает его рентабельность и эффективность. Рост населения планеты, последствия изменения климата и высокий спрос на различные виды биотоплива будут оказывать мощное влияние на сельскохозяйст венную экономику. Необходимое условие продовольственной безопасности в будущем – рост производительности, повышение урожайности сельскохозяйственных культур с единицы обрабатываемой площади при снижении себестоимости продукции. * GPS – спутниковая система навигации, обеспечивающая измерение расстояния, времени и определяющая местоположениe.

Наряду с определением содержания влаги система HarvestLab компании «Джон Дир» позволяет оценивать качественные параметры растительной биомассы, например измерять содержание сахаров, крахмала и белка. В процессе работы машина производит большое количество измерений ежесекундно

Сельское хозяйство достигло существенных успехов – в 1950 году один фермер был способен прокормить 40 человек, сегодня это число возросло до 147. Если данная тенденция сохранится, то к 2050 году один фермер должен будет обеспечивать продовольствием 186 человек, что требует новаторских решений в мировом аграрном секторе. Это заставляет производителей техники постоянно разрабатывать высокоэффективные машины для всех отраслей сельского хозяйства. Так, современный уровень механизации уже давно является характерной чертой животноводства. Довершают образ нынешнего сельского хозяйства высокотехнологичные тракторы и кормоуборочные комбайны. Сегодня комбайн класса XXL всего за час собирает урожай, достаточный для удовлетворения суточной потребности в продовольствии города с населением порядка 350 тыс. человек. Многие полевые машины оснащены новейшими достижениями технологий, чтобы расширить набор выполняемых ими операций. Теперь силосоуборочный комбайн способен не только собирать и измельчать кормовые травы, кукурузу или клевер. Основой более высокой экономической эффективности, наряду с оптимально выбранным временем сбора урожая и равномерной длиной резки, является точная и надежная оценка содержания влаги в растительном сырье. Именно поэтому он оборудован передвижной лабораторией. Система анализирует сре-

занные отрезки стеблей растений в ближней инфракрасной области спектра электромагнитных излучений примерно 17 раз в секунду. Датчик позволяет получать точные значения влажности даже при скорости движения растительной массы свыше 200 км/ч. Инженеры компании «Джон Дир» пошли еще дальше и оснастили передвижную лабораторию дополнительными функциями. Теперь можно определять и содержание таких компонентов, как сырой протеин, крахмал, сахар и клетчатка. Это очень важно для определения энергетической ценности корма, лежащей в основе составления суточного рациона животных, в особенности в молочном животновод стве. При этом получаемые данные служат не только для оптимизации состава корма – они также являются ценным источником информации для компаний, занимающихся так называемыми энергетическими растениями, используемыми, например, для производства биогаза. Благодаря спутниковой технологии интеллектуальные системы рулевого управления способны регулировать положение техники на поле с точностью до сантиметра. Кроме того, машины обмениваются информацией друг с другом по беспроводной связи. Это оправдывает себя, когда в уборке урожая задействовано несколько комбайнов и транспортных средств, в особенности при низкой видимости или в условиях ночного вождения. GPSнавигация облегчает работу фермеров и повышает ее эффективность:

1 | 12 курьер 15

16 курьер 1 | 12

Технологии

чем точнее маневрирование сеялок или комбайнов, тем ниже потери урожая в хозяйстве.

Размер капель имеет значение Специалисты по средствам защиты растений «Байер КропСайенс» также тесно сотрудничают с производителями техники по всему миру, оказывая им содействие, например в разработке приемлемых с экологической точки зрения технологий опрыскивания. Специалисты в области внесения пестицидов из группы Рейнхарда Фрисслебена стремятся найти способ снизить расход воды, для чего необходимо оптимизировать возможности техниче ских средств (сопла) и физические свойства рабочего раствора (размер капель). Выход из сопла крупных капель диаметром свыше 400 микрон зачастую в большей мере отвечает запросам хозяйственников при обработке посевов пестицидами, поскольку они не так легко сносятся ветром. Совместно с изготовителями опрыскивателей специалисты Усовершенствованные методы внесения пестицидов и конструкции распылительных форсунок способствуют экологически безопасному использованию средств защиты растений

Специалисты компании «Байер» по технологии внесения пестицидов работают над созданием форсунок, уменьшающих снос частиц распыленного рабочего раствора, а также решают задачу по снижению норм расхода воды

«Байер» занимаются разработкой подобных форсунок, уменьшающих снос частиц распыленного раствора ветром. За последние годы качество средств защиты растений существенно улучшилось, так что использование более крупных капель сейчас на самом деле представляется возможным. В настоящее время уже недостаточно сделать правильный выбор гербицидов, инсектицидов или фунгицидов: важное значение имеет их правильное внесение. Средства защиты растений при условии их надлежащего применения способны обеспечивать увеличение урожая высокого качества примерно на 30%. Именно поэтому специалисты «Байер» не только предлагают надежные и удобные решения, но и обучают фермеров и операторов сельскохозяйственной техники в рамках соответствующих программ. Датчики современных сельскохозяйственных машин определяют состояние почвы, параметры роста растений и степень заражения вредителями, создавая карты, которые позволяют сравнивать данные этого вегетационного периода с результатами многолетних наблюдений. С помощью специальных датчиков, подключенных к спутниковым системам, фиксируются участки, где почва слишком сухая или нуждается в дополнительном внесении удобрений. В будущем станет возможным напрямую из космоса определять даже физиологическое состояние растений. Если растения заболевают, у них тоже развивается что-то вроде «лихорадки». Эти незначительные отклонения в температуре уже удается фиксировать с помощью спутниковой системы.

Раскрыть секреты растений Однако инновационные высокотехнологичные устройства и датчики могут эффективно использоваться только в том случае, если агроном знает, как обстоят дела с его посевами. По этой причине ученые-растениеводы, такие как профессор Ульрих Шурр и сотрудники его группы из научно-исследовательского центра в Юлихе (Германия), очень внимательно изучают физиологобиохимические процессы в пшенице, кукурузе и других культурах, применяя для этого современные методы. Стремясь раскрыть самые сокровенные секреты растений, эксперты исследуют листья, стебли и корни с помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ), более известной нам из медицины. С помощью этой технологии можно следить за током воды и питательных веществ в растении и его тканях. Преимущество МРТ заключается в том, что ученые могут изучать корневые системы в их естественной среде в почве, не нанося вреда растению. Используя метод высокопроизводительного скрининга, эксперты наблюдают за распределением углекислого газа и воды в тканях растения, а также за тем, как изменения условий окружающей среды влияют на эти показатели и вызывают различные нарушения в растительном организме. Например, листья и корни по-разному реагируют на внешние воздействия. Высшие растения характеризуются прикрепленным образом жизни, существуют в значительно различа-

Технологии

ющихся средах, таких как воздух, почва и вода, и им приходится приспосабливаться, чтобы получать необходимые ресурсы в соответствии с переменчивыми условиями окружающей среды. Для выживания растениям в ходе эволюции пришлось создать хитроумные механизмы. Стремясь лучше понять взаимодействия растений с окружающей средой, команда ученых из Юлиха исследует ответные реакции растений не только в лаборатории, но и в поле. Благодаря достижениям техники растениеводы могут пользоваться полевыми портативными аналитическими приборами для изучения состояния растений.

Влияние мегатенденций на растениеводство В конечном счете смысл сельского хозяйства заключается в получении максимального урожая с единицы площади посевов. И в этом отношении перспектива повышения продуктивности агроценозов тесно связана с внедрением новых агротехнологий, реализацией достижений селекции и возможностей системы защиты растений. Решение проблемы требует целенаправленного сотрудничества представителей самых разных профессий: от агрономов, биологов и машиностроителей до химиков и специалистов по вычислительной технике. Однако продовольственная проблема – не единственный вызов современному сельскому хозяйству. В будущем актуальными вопросами также станут изменения климата и растущее потребление продуктов питания. «Растениеводство прямо или косвенно задействовано практически во всех мировых мегатенденциях либо испытывает их непосредственное влияние, – считают ученые из Юлиха. – Важно создать новые виды или сорта сельскохозяйственных растений, отвечающие конкретным требованиям их назначения, например с высоким содержанием питательных веществ – для получения ценной пищевой продукции, или с большим выходом биомассы – для оптимального использования энергии». Ведь промышленность все больше использует возобновляемое сырье в качестве биологических источников для получения топлива. Задачи, которые в будущем будут возлагаться на сельское хозяйство, значительны и разнообразны. Каролин Церляйн (Caroline Zorlein)

1 | 12 курьер 17

Бернд Шерер, управляющий директор Ассоциации производителей сельхозтехники Союза германских машиностроителей (VDMA)

Разумная интенсификация производства Интервью с Берндом Шерером – Что может измениться на поле при использовании высокоточной техники? – Точное земледелие способствует повышению эффективности производства, которое окупается реальными деньгами. Например, можно экономнее использовать топливо и сырье, а удобрения и пестициды больше не будут вноситься бездумно слой за слоем. Каждый квадратный сантиметр поля можно обрабатывать избирательно. Кроме того, датчики и цифровые карты позволяют удовлетворять конкретные агрономические запросы в масштабах всего поля. – Как обеспечить оптимальную работу людей и техники? – Чтобы все новые научные достижения и разработки могли найти практическое приме нение, предпринимаются шаги к созданию центрального терминала управления. Инту итивно понятные пользовательские интерфейсы, объединяющие смартфоны и навига ционные системы, сейчас воспринимаются как нечто само собой разумеющееся. Кроме того, все производители предлагают учебные курсы и придают большое значение диалогу между фермерами и производителями специального оборудования и техники. Однако и машинам приходится общаться друг с другом, чтобы системы «трактор – навигацион ное устройство» работали без помех. Поэтому мы как Ассоциация производителей сельхозтехники Союза германских машиностроителей придерживаемся стандартных интерфейсов. – Куда направлена тенденция – в сторону гигантской техники или миниатюрных полевых роботов? – При разработке техники для сельского хозяйства центр внимания смещается в сто рону автономных машин. Вместе с тем проявляется тенденция к включению более автономных систем управления в существующие стандартные конструкции сельско хозяйственного оборудования и тракторов. Однако на фоне увеличения ширины захвата и энергоемкости робототехника на сегодняшний день подходит, вероятно, только для определенного раздела применения, например для анализа состояния посевов. – Каким ожиданиям придется соответствовать сельскому хозяйству в будущем? – Мир осознает важность сельскохозяйственного сектора в решении глобальных задач современности. Колоссальное изменение пищевых привычек, в особенности в странах с формирующейся рыночной экономикой, в сочетании с более высоким потреблением белков означает, что спрос на продовольствие резко возрастет. Аналогично этому меня ются энергетические и транспортные потребности, что также затрагивает сельское хозяйство и вовлекает его в процесс, направленный на уменьшение негативных последст вий изменения климата. Проблему глобальных перебоев со снабжением можно решать только путем разумной интенсификации сельхозпроизводства: компьютеризированные машины, автоматизированное ведение документации и приспособления для точного земледелия – все это создает техническую базу, необходимую для сельского хозяйства, отвечающего вызовам будущего.

18 курьер 1 | 12

Технологии

Определяющий фактор в эффективности обработок

Все дело в препаративной форме Формуляция препарата призвана оптимизировать доставку действующего вещества к мишени, обеспечив его равномерное распределение в рабочем растворе и эффективное поглощение целевым растением.

Технологии

азнообразие препаративных форм обусловлено, с одной стороны, наличием большого числа действующих веществ, с другой – предъявляемыми к уже готовому продукту техническими, биологическими и экологическими требованиями. Существуют различные механизмы влияния препаративной формы на перенос действующего вещества препарата из распылительного резервуара опрыскивателя в ткани растения.

Опрыскивание с минимальным расходом воды Опрыскивание по-прежнему остается самым распространенным способом внесения средств защиты растений. Применение действующего вещества на посевах сельскохозяйственных культур включает следующие этапы: разведение препарата, его внесение и распределение на поверхности растения и, наконец, поглощение растением, перераспределение внутри тканей с целью достижения структур – мишеней воздействия. Перед опрыскиванием препарат обычно разводят водой или, реже, маслом и затем применяют в соответствующих нормах расхода, колеблющихся от нескольких литров до нескольких сотен литров. Средний расход воды на обработку посевов злаковых культур в странах Центральной Европы составляет около 200 л на 1 га. Это соответствует слою воды 0,02 мм, что существенно ниже количества влаги, попадающей на почву с дождем.

Применение малых количеств действующего вещества Площадь поверхности обрабатываемых листьев зависит от фазы развития растения и часто в несколько раз превышает площадь почвы под растением. Эта особенность используется в качестве основного показателя для расчета нормы расхода рабочего раствора. Указанный выше объем воды для опрыскивания (200 л/га) должен покрывать в 2–5 раз большую площадь, что, при условии оптимального внесения и равномерного распределения препарата, означало бы создание на культуре водной пленки толщиной значительно меньше одной сотой доли миллиметра. Нормы внесения современных действующих веществ варьи руют от нескольких граммов до нескольких сотен граммов на 1 га. Теоретически при идеально равномерном распределении 5 г действующего вещества на участке площадью 3 га толщина образовавшегося слоя составила бы одну молекулу. Такого, конечно, никогда не произойдет в реальности, поскольку распыленная смесь разделяется на капли и поэтому ее распределение не может быть абсолютно однородным. Несколько ближе к дейст вительности другой вид расчета: если диаметр каждой капли аэрозоля составляет 160 мкм, тогда на 1 га распыляется огромное число капель – 100 тыс. млн. Это означает, что оптимизация распределения рабочего раствора способствует эффективной защите растений. Соответственно, технология производства продукта в соответствующей препаративной форме совершенствуется, чтобы

1 | 12 курьер 19

обеспечить равномерное распределение вещества на обрабатываемой площади. При этом потери препарата на этапе между его выходом из распылителя и достижением растения должны быть минимизированы. Технологическое решение, определяющее требуемый тип препаративной формы, позволяет неуклонно снижать нормы внесения пестицида на 1 га. Этому также способствуют наличие все более эффективных действующих веществ и постоянное совершенствование технологии внесения.

Проблема равномерного покрытия На поверхности растений с хорошими удерживающими свойствами, как, например, у листьев деревьев лесных пород, может собираться до нескольких миллиметров дождевой воды, прежде чем капли начнут стекать с листа. Многие сельскохозяйственные культуры, напротив, с трудом удерживают влагу, и даже самые мелкие капли воды стекают. Например, злаковые растения, листья и стебли которых покрыты плотным восковым слоем. В этом случае попадающим на растение каплям воды обеспечивается лишь небольшая площадь контакта с его поверхностью: капли не могут закрепиться и, как правило, скатываются. Структура листовой поверх ности также является фактором, который лежит в основе присущего некоторым растениям так называемого механизма самоочищения (или «эффекта лотоса»). В случае с зерновыми капли обычно отскакивают или срываются с верхних листьев, и вода удерживается, соответ ственно, только нижними листьями или их частями. Однако часто бывает важно, чтобы именно верхние

Наиболее распространенные препаративные формы • концентрат эмульсии (КЭ) • водная эмульсия (ВЭ) • водорастворимый концентрат (ВРК, ВК) • концентрат суспензии (КС) • водно-диспергируемые гранулы (ВДГ) • микрокапсулированная суспензия (МКС) • суспензионная эмульсия (СЭ) • масляная дисперсия (МД) По характеру действия пестициды делят на две большие группы: контактные (поражающие вредный объект при его контакте с действующим веществом препарата) и системные (дейст вующие вещества проникают в ткани и проводящую систему

растений и поражают вредный объект при его питании на растении, обработанном препаратом). Многие современные действующие вещества обладают именно системными свойствами. Однако для того чтобы их реализовать, необходимо обеспечить не только проникновение дейст вующего вещества в растение, но и его заданное распределение в органах и тканях. За перемещением действующего вещества внутри растения можно наблюдать с помощью радиоактивной метки с низкой активностью. Скорость и степень распределения действующих веществ внутри растения различны. В то же время их перенос из резервуара с рабочим раствором внутрь растения является величиной постоянной и во многом определяется препаративной формой продукта.

20 курьер 1 | 12

Технологии

Удержание распыленных капель воды и препарата Прозаро КЭ

Проникновение (относит.)

100

На сахарной свекле

На ячмене

Вода

Прозаро КЭ

Удержание распыленных капель воды на легко смачиваемых растениях (сахарная свекла) и трудно смачиваемых (ячмень). На поверхности растений ячменя удерживается имеющий специальные добавки фунгицид Прозаро КЭ

листья растения были надлежащим образом обработаны растворами средств защиты растений. Это в особенности относится к фунгицидам, поскольку потенциал урожайности в значительной степени зависит от здорового состояния трех самых верхних листьев культуры. Кроме того, сохранение функцио нальности флагового листа имеет определяющее значение на стадии налива зерна. Таким образом, стекание капель рабочего раствора препарата с поверхности листьев целевого растения – актуальная проблема. Однако ее можно решить, например, используя соответствующие поверхностно-активные вещества, образующие вокруг капли за короткий период между ее формированием в распылителе и попаданием на лист тонкую масляную пленку. Окруженная пленкой из поверхностно-активных веществ капля покрывает поверх ность листа практически сразу Растения ячменя плохо смачиваются раствором для опрыскивания: справа – капля воды, имеющая непрочную связь с поверхностью, легко срывается с листа; слева – капля препарата Прозаро КЭ, обладающая очень хорошими свойствами равномерного распределения по поверхности

после соприкосновения с ним. За счет большей площади ее контакта с поверхностью предупреждается скатывание капли, благодаря чему образуется слой из очень мелких капель, которые могут растекаться и дальше в радиальном направлении – тем самым действующее вещество равномерно распределяется по всей поверхности листа и может в полной мере проявить свою ак тивность.

Воска больше, чем действующего вещества Количество воска на поверхности растения пшеницы может в тысячи раз превышать среднее количество действующего вещества, попадающего на лист во время обработки пестицидом. На пшенице восковой слой четко различим летом в виде голубоватого налета. Примечательно, что масса воска, покрывающего поверхность культурных растений, составляет до нескольких килограммов на 1 га. После испарения распыленной жидкости действующее вещество часто обнаруживается в виде отложений между кристаллами воска на поверхности растений, либо молекулы действующего вещества прикрепляются к восковому слою. Одним из примеров этого является действующее вещество трифлоксистробин. Распыленный в составе обычных для него препаративных форм, он ложится в виде слоя между поверх ностными кристаллами воска, проч но прикрепляясь к их структуре. В других продуктах, например в гербицидах на основе сульфонилмочевины, содержание минеральных веществ в воде, входящей в со-

став жидкости для опрыскивания, обычно превышает концентрацию действующего вещества. Иногда это может приводить к нежелательным взаимодействиям. Так, некоторые гербициды образуют со щелочноземельными металлами (например, с кальцием) нерастворимые соли, которые поглощаются растениями незначительно. Кроме того, высокое содержание минеральных веществ может вызвать затвердение слоя распыленного пестицида. Таким образом, доступность действующего вещества для растения снижается. При создании адекватной препаративной формы (обеспечивающей эффективный перенос действующего вещества из рабочего раствора в растение) эти факторы также необходимо учитывать.

Новые возможности Примером того, как соответст вующая задачам препаративная форма может обеспечивать оптимальную доставку действующего вещества, является фунгицид Прозаро КЭ. Одно из его действующих веществ – протиоконазол из нового подкласса триазолинтионов – весьма успешно применяется для борьбы с патогенными грибами в посевах зерновых озимых и яровых культур, рапса озимого и ярового. При этом отмечается оптимальный уровень удержания и растекания капли на поверхности растений, что обеспечивает равномерное распределение распыленного пестицида. Это подтверждено соответствующими измерениями при использовании стандартного опрыскивателя с распределительной насадкой. Вместе с тем усовершенствованная препаративная форма, такая как у Прозаро КЭ, позволяет получать сходный результат и в случае опрыскивания более крупными каплями, например с помощью насадки компрессорного типа. Важно заметить, что свойства распыляемой жидкости, которые определяются типом препаративной формы, практически не зависят от размера капли.

Поглощение препарата Одним из основных требований, предъявляемых ко многим пестицидам, является наличие системных свойств. Это означает, что для проявления своей активности в полном объеме препараты долж-

Технологии

ны быть поглощены растением либо из капелек распыленной жидкости, либо из образовавшегося на поверх ности растения слоя активного вещества. На самом деле скорость поглощения того или иного дейст вующего вещества можно оптимизировать исходя из его физико-химических свойств и регламентов применения. Скорость поглощения регулируется путем введения в состав препарата особых добавок, обеспечивающих достаточную степень поглощения действующего вещества, при желании – за несколько часов. У быстрого поглощения есть преимущества, например, если препарат не очень устойчив к смыванию дождем, требуется лечебный эффект или существует опасность фотохимического разложения действующего вещества. С другой стороны, если действующее вещество сразу после по ступления в ткани растения быстро распадается до неактивной формы или препарат обладает только защитным эффектом, поглощение можно замедлить, используя особые типы препаративных форм или вводя в состав продукта нейтральные компоненты.

способствовать поглощению обоих активных компонентов. Одним из таких продуктов является фунгицид Фанданго, который успешно применяется на посевах ячменя, ржи и тритикале. В его состав входят два действующих вещества: протиоконазол и флуоксастробин. Благодаря усовершенствованной препаративной форме различия в параметрах внесения (объем воды, способ внесения) или изменение условий окружающей среды (температура, влажность воздуха) оказывают очень незначительное влияние на степень и скорость по глощения растениями действующих веществ. Приведенные выше примеры свидетельствуют о том, что препаративные формы оказывают существенное влияние на эффективность пестицидной обработки, особенно если препарат вносится путем опрыскивания. Цель технологии, лежащей в основе создания препаративной формы, – оптимизировать активность продукта с учетом способа его внесения и условий практического использования.

Мощнее, увереннее, надежнее

Системный эффект

Не менее, а иногда и более важное значение для достижения желаемого результата имеет препаративная форма у гербицидов. Нередко у сорняков, являющихся целью данной

Препаративные формы препаратов, содержащих, например, два дейст вующих вещества и обладающих системной активностью, должны

Динамика проникновения протиоконазола и флуоксастробина внутрь листа в течение трех суток Проникновение внутрь растения (%)

Температура 25 º С, относительная влажность 60%

Время (часы) Флуоксастробин в составе препарата Фанданго Протиоконазол в составе препарата Фанданго

Протиоконазол Флуоксастробин

За несколько суток оба действующих вещества переходят в растение из распыленного слоя фунгицида с более или менее постоянной скоростью, неоднократно превышающей скорость проникновения отдельно взятых химических веществ – протиоконазола и флуоксастробина

группы препаратов, поверхность листа защищена гораздо лучше, чем у культурного растения, особенно на более поздних фазах развития. В качестве защитных механизмов выступают и восковой слой на поверхности листа, и волоски, и специфика строения устьиц. Все эти приспособления в значительной степени препятствуют проникновению гербицида, снижая таким образом его эффективность. Инновационным решением компании «Байер КропСайенс» стала разработка формуляции – масляная дисперсия (МД), получившая брендовое название ODesi и используемая во многих новейших препаратах компании. Основной физический принцип работы этой препаративной формы – снижение угла поверхностного натяжения капли – схож с таковым у новейших фунгицидов и инсектицидов, хотя химический состав формуляции другой и держится в строгой тайне. Главным же результатом стало существенное повышение эффективности. Например, смена формуляции противодвудольного гербицида Секатора с ВДГ на МД в Секаторе Турбо позволила повысить эффективность по широкому спектру сорняков от 10 до 20% при сопоставимом количестве действующих веществ на единицу площади. И, что не менее важно, увеличилась эффективность по «переросшим» сорнякам, что существенно расширило возможности в борьбе с засорением посевов зерновых, оправдывая девиз препарата «Свобода творчества на поле».

Перспективы Требования, предъявляемые к современным средствам защиты растений, постоянно растут. Это способствует разработке все большего числа усовершенствованных вариантов традиционных препаративных форм, а также поиску прин ц и п и а л ь н о н о в ы х ф о р м ул я ц и й. Эта непростая задача стоит перед отделом технологии препаративных форм компании «Байер КропСайенс». Для ее решения подразделение использует междис циплинарный научный подход, сочетающий исследования в области физики, коллоидной и техниче ской химии. Адекватно подобранная препаративная форма по-прежнему будет вносить важный вклад в обеспечение рыночного успеха продукта.

1 | 12 курьер 21

22 курьер 1 | 12

бИОТЕХНОЛОГИИ

Мастерская бактерий

бИОТЕХНОЛОГИИ

Разработка новых средств защиты растений с помощью методов «белой» биотехнологии

Природа предлагает множество моделей для создания новых технологий: в настоящее время ученые «Байер» используют биотехнологии, позволяющие расширить способности клеток бактерий вырабатывать вещества, применяемые затем в качестве средств защиты растений. Без этих эффективных микроорганизмов активный компонент нового гербицида Алион – индазифлам, – возможно, не смог бы успешно пройти стадию разработки. Для повышения эффективности своих миниатюрных помощников специалисты разрабатывают новые биотехнологические приемы.

екоторые из химиче ских фабрик будущего – микроско пические: клетки бактерий размером всего лишь в несколько тысячных миллиметра способны управлять сотнями химических процессов, протекающих на совсем небольшой площади, чрезвычайно эффективно продуцируя очень сложные молекулярные структуры. Особые «таланты» этих микроорганизмов заключаются в используемых молекулярных инструментах, а именно ферментах или, как их еще называют, биокатализаторах, которые регулируют обменные процессы в клетках и работают с точностью станков: запускают реакции, перемещают группы атомов и собирают их в более крупные химические соединения. Благодаря широкому спектру действия ферментов микроорганизмы можно рассматривать как своего рода химические фабрики в миниатюре.

Помощь микроорганизмов Сп е ц и ф ич е с к и е с в о й с т в а м и кроорганизмов также можно при-

способить для коммерческого использования благодаря «белой» биотехнологии (см. вставку «Разноцветный мир биотехнологии»). Биотехнологии получения определенных веществ в промышленном масштабе сегодня настолько же полезны, как и сугубо химические. Ученым компании «Байер» микроорганизмы помогли в производ стве нового препарата для защиты растений. Эксперты столкнулись с невозможностью определить пространственное расположение определенной группы атомов в молекулярной структуре индазифлама, что задерживало переход на промышленное производство этого активного компонента нового продукта. Тогда ученые объединили свои усилия со специалистами других компаний для поиска биотехнологического решения и создали генетически модифицированные бактериальные клетки (безопасный штамм кишечной палочки (Escherichia coli)), что помогло решить проблему производства нового гербицида. Ученые потратили месяцы работы, чтобы заставить микроорганизмы продуцировать ферменты с улучшенными характеристиками, проведя скрининг около полумиллиона генетически модифицированных бактерий. Наибольшая изобретательность проявилась в том, что для

1 | 12 курьер 23

24 курьер 1 | 12

бИОТЕХНОЛОГИИ

создания вещества в биореакторе ученые одновременно использовали два разных генетически модифицированных штамма E. coli. Их генетический материал различается очень незначительно, однако каждая из этих бактерий специализируется на определенной химической реакции, а для специалистов представляли интерес и та и другая.

Конкуренция в биореакторе Ученые настроили свои миниатюрные клеточные фабрики на разделение определенных химических соединений. Только за счет этого биотехнологического процесса стало возможным производить индазифлам, который планируется предлагать в качестве гербицида по всему миру под марками Алион и Спектикл. Новый препарат может применяться для борьбы с целым рядом видов сорняков в посадках плодово-ягодных культур и виноградных насаждений, а также на плантациях цитрусовых, оливковых пальм и сахарного тростника. Кроме того, разрабатываются специальные препаративные формы этого действующего вещества для применения в лесном хозяйстве, на промышленных и других объектах. В США уже началось продвижение этого продукта под маркой Спектикл для борьбы с сорняками на площадках для гольфа и спортивных полях. Однако прежде чем достичь этой стадии, экспертам «Байер» в своей мастерской по «точной настройке бактерий» пришлось преодолеть

ряд препятствий. Контролировать с высокой степенью точности две разные биологические реакции в одном реакторе нелегко. Ученым «Байер» сначала понадобилось тщательно изучить, как работают ферменты бактерий, так как эти два разных белка конкурируют друг с другом. В связи с поставленной задачей исследователям нужно было очень точно выверить соотношение исходного материала и промежуточных продуктов, что оказывает существенное влияние на происходящие биохимические процессы. И им удалось найти их оптимальное сочетание: сейчас в гигантских контейнерах из нержавеющей стали плавают, подобно светло-желтым хлопьям, миллионы бактериальных клеток, обладающих заданными свойствами и точно отлаженным механизмом, обеспечивающим максимальную мощность при промышленном производстве индазифлама. Благодаря удивительным возможностям природы новый гербицид Алион сейчас производится в больших объемах. Эффективно получать индазифлам с помощью традиционного химического синтеза не представлялось возможным – нужны были биотехнологии. К счастью, специалистам удалось использовать биохимическое производство на ранней стадии разработки гербицида, что позволило сэкономить ресурсы, так как начальная стадия подобного процесса занимает много времени. Ученые - ра зраб от чик и так же должны гарантировать, что выбранный ими алгоритм производ ства оптимален с точки зрения бе зопасности, затрат и использования ресурсов. Приходится сравнивать множество разнообразных процессов – иногда тестировать до 20 различных векторов на предмет их общей технической осуществимости и приемлемости использования в промышленном масштабе. Все начинается в лаборатории. Ученые, специализирующиеся в области защиты растений, пытаются ориентировать отдельные элементы молекул в заданном направлении и рассчитывать ход химических реакций, которые приведут к созда-

Сотрудница лаборатории Ульрике Гензель проверяет проводящие трубки биореактора, через которые поступают идеально подобранный объем кислорода и необходимые для бактерий питательные вещества

нию тех или иных веществ. Когда подходящее вещество найдено, можно переходить к планированию процесса промышленного производства. Ведь, несмотря на большое количество путей реакции, которые выявляют ученые в лабораторных условиях, только некоторые из них приемлемы для промышленного производства. Реагенты или исходные материалы, расходуемые в лаборатории лишь в незначительных количествах, для крупного производства зачастую оказываются чрезмерно дорогостоящими. Благодаря новейшим аналитиче ским методам специалисты в обла сти производства средств защиты растений, а также ученые, разрабатывающие фармацевтические препараты, имеют достаточно хорошее представление о том, какой должна быть атомно-молекулярная структура того или иного соединения, чтобы оно обладало необходимым эффектом. Они способны заранее определять, как группы атомов должны быть связаны друг с другом, или каким должно быть их пространственное расположение. Сорняк погибает только в том случае, если гербицид точно подходит к соответствующему участку в молекуле растения,

Ученые «Байер КропСайенс» упорно работали над технологией производства нового активного вещества. После исследования огромного количества культур бактерий (фото слева) ученые нашли и оптимизировали два подходящих генетически модифицированных штамма. Именно благодаря этим микроорганизмам теперь стало возможным производство нового гербицида

бИОТЕХНОЛОГИИ

1 | 12 курьер 25

Блестящие перспективы: фермеры – владельцы яблоневых садов в Аргентине – могут получить в будущем очень хороший эффект от использования нового гербицида. Его активный компонент индазифлам оказывает не только очень точное, но и длительное воздействие на сорняки. Для того чтобы оптимизировать производство данного гербицида, Марк Форд (на фото справа) и его коллеги, занимающиеся изучением и разработкой технологии, протестировали метод синтеза этого вещества в серии лабораторных опытов, а затем применили биотехнологические методы для увеличения масштабов производства

как ключ к замку. Тогда активное вещество может оказывать свое действие, например, посредством блокирования определенного рецептора в клетке сорного растения, что ведет к его гибели. Степень гербицидного действия того или иного соединения может зависеть от физического расположения отдельной химической группы или от того, назад или вперед направлен один из атомов. Например, зеркальные молекулы (называемые хиральными соединениями) имеют один и тот же атомный состав и одинаковую атомную связь, однако могут давать совершенно разный эффект, по скольку возможна такая ситуация, что только одна из двух этих структур способна должным образом закрепиться на рецепторе.

Эффективная комбинация Наряду с чисто техническими аспектами, возникающими при разработке такого инновационного гербицида, как Алион, для компании важна также стоимость промышленного производства, поскольку для продукта каждого сегмента рынка существует определенная цена в пересчете на один гектар. При этом нужно учитывать, например, норму внесения, то есть необходимое количество гербицида, а также стоимость сопутствующих товаров. Преимуществами гербицида Алион являются его специфичное воздействие на сорняки, а также очень продолжитель-

ный эффект, в силу чего фермерам не нужно применять этот продукт так же часто, как другие гербициды. Поэтому у специалистов «Байер КропСайенс» очень оптимистичные прогнозы относительно перспектив нового препарата. Уч е н ы е «Б а й е р К р о п Са й е н с» объясняют свой успех в создании нового гербицида идеальным сочетанием приемов традиционной химии с методами, используемыми в биотехнологии. И в этом случае их подходы мало отличаются от методов, применяемых при изучении фармацевтических средств. Имеет

значение не только опыт – важную роль играет креативность. Нужно смотреть на природу открытыми глазами. А природа щедра: по оценкам ученых, ферменты естественного происхождения способны выступать в роли катализаторов свыше 7 тыс. различных химических реакций, однако лишь около 130 из этих ферментов используется в промышленности. Поэтому стоящих перед биотехнологическим производством пестицидов задач и, следовательно, разрабатываемых учеными систем планирования путей химических реакций великое множество.

Разноцветный мир биотехнологии Для классификации различных сфер приложения биотехнологий удобен цветовой код. «Белая» биотехнология связана с использованием природных инструментов, таких как бактерии, дрожжевые клетки или ферменты, в промышленном производстве. Полученные с помощью «белой» биотехнологии продукты кормят человека на протяжении уже нескольких тысяч лет: микроорганизмы необходимы для получения вина, хлеба, пива, сыра и йогурта. Сегодня ученые также используют позаимствованные у природы инструменты для производства специальных химических веществ. Самым крупным сегментом на сегодняшний день является «красная» – по аналогии с человеческой кровью – биотехнология, которая относится к разработке новых приемов диагностики и лечения. Современные генетические исследования формируют научную базу для создания различных препаратов, например, антител и гормонов. «Зеленая» биотехнология обязана своим названием содержащемуся в листьях зеленому пигменту – хлорофиллу. Эта сфера связана с выведением новых сортов растений. Так, для создания сельскохозяйственных культур с улучшенными свойствами и сортов с более высокой урожайностью применяются молекулярные методы. «Голубая» биотехнология занимается морскими микроорганизмами. Особый интерес для ученых представляют теплоустойчивые ферменты глубоководных бактерий, обитающих вблизи горячих подводных вулканов.

26 курьер 1 | 12

тенденции

Глобальные проекты «Байер КропСайенс» в области научного сотрудничества

Нам нужны новые сорта пшеницы!

тенденции

Пшеница – основной продукт питания человека. Для удовлетворения потребностей растущего населения планеты необходимо создание новых сортов, обладающих улучшенными характеристиками. Для решения этой задачи «Байер КропСайенс» сформировала мощную сеть сотрудничества.

огодные условия в разных регионах мира не всегда бывают благоприятными для формирования высоких урожаев пшеницы. По словам Нила Постлуэйта, главного агронома фермы Постлуэйт на юго-востоке Австралии, перед сезоном 2011 года восемь лет подряд была сильная засуха, а два года в течение этого периода урожай пшеницы вообще не собирали. Коллега Нила Байрон Ричард из США сетует на то, что в мае 2010 года в Северной Дакоте выпало осадков больше, чем за десятилетия. Это помешало севу яровой пшеницы, и фермеры понесли огромные убытки. А Кристоф Бюрен из Франции с ужасом вспоминает сухую весну 2009 года, из-за которой был собран худший за последние 25 лет урожай. В свою очередь у Александра Любовца из Украины проблема совсем другая: зима иногда приносит с собой сильные морозы, причем зачастую на полях пшеницы нет снежного защитного покрова. А еще случается, что

сначала снег выпадает, затем наступает оттепель, и он тает, а потом снова замерзает, превращаясь в слой льда. В 2010 году только из-за этого его хозяйство потеряло около 30% потенциального урожая зерна. Безусловно, климат редко бывает оптимальным, и каждый фермер в мире может рассказать о погоде свою собственную историю. Тем не менее в последнее время погодные условия отличаются особой экстремальностью. В 2010 году хуже всего пришлось российским сельхозпроизводителям: из-за сильнейшей засухи и пожаров производство пшеницы сократилось почти на треть. Последствия имели глобальное значение: плохой урожай заставил третьего по значимости мирового экспортера пшеницы отказаться от экспорта зерна. Такая ситуация оказалась благоприятной для некоторых фермеров в других странах, поскольку трудности с поставками зерна не замедлили сказаться на росте цен на пшеницу. Те фермеры, которые сразу не продали свой урожай по фиксированной цене, смогли заработать немного больше, чем обычно. В 2009 году пшеницей во всем мире было засеяно 225 млн га – больше, чем площадь Мексики. По величине посевной площади пшеница – наиболее широко возделываемая зерновая культура. Ежегодно фермеры всего мира собирают около 650 млн тонн зерна пшеницы. Согласно данным ФАО (Продовольст венной и сельскохозяйственной организации при ООН), рекордный объем – 685 млн тонн – был получен именно в 2009 году. В пересчете на производимые объемы пшеница находится практически на одном уровне с рисом. В больших количествах собирается лишь кукуруза. Несмотря на экстремальные погодные явления, 2011 год также предвещал высокие показатели производства пшеницы. Еще в середине года члены «Американской пшеничной ассоциации» прогнозировали урожай порядка 662 млн тонн, что могло стать третьим по величине урожаем в истории. Затем Международный совет по зерну сократил оценку мирового производства пшеницы на 5 млн тонн – до 657 млн тонн – на основании небла-

Рик Тернер (слева) и Маркус Вайдлер (справа) – научные руководители программы «Байер КропСайенс» по созданию новых сортов пшеницы. В ближайшие годы компания планирует стать одним из ведущих производителей семян с улучшенными свойствами

гоприятных погодных условий в ЕС и США. По оценкам Министерства сельского хозяйства США, мировой урожай зерновых в 2011 году составил 2295 млн тонн, что больше чем когда-либо вообще и на 53 млн тонн больше предыдущего рекордного 2009 года. Однако все это не изменит того, что второй год подряд и в пятый раз за прошлые семь лет производство пшеницы в мире не удовлетворяет растущий на нее спрос. Подобный дефицит пока что не является проблемой, ведь до недавних пор ситуация в целом была обратной, и мы все еще располагаем достаточными запасами зерна. Тем не менее имеются признаки того, что производство пшеницы все реже будет удовлетворять мировые потребности. В конце 2011 года население планеты превысило 7 млрд, а в 2050 году, согласно прогнозам демографов, составит 9 млрд человек. И всем им будет требоваться полноценное питание. Потребление зерна в 2011 году выросло на 90 млн тонн, составив 2280 млн тонн. И для обеспечения продовольственной безопасности производство зерна должно расти еще быстрее.

Как повысить производство пшеницы Увеличение посевной площади под пшеницей маловероятно, напротив, общемировая площадь сева сократилась на 225 млн га по сравнению с началом 80-х годов ХХ века. Предполагаемые сценарии изменения климата также могут нести дополнительные угрозы для урожаев. Эксперты прогнозируют для некоторых регионов увеличение продолжительности засушливых периодов, повышение температуры воздуха и в некоторых случаях возникновение эпифитотий новых болезней растений. Так что ясно одно – если необходимо повысить производство пшеницы, то увеличиться должен объем урожая, собираемый с одного гектара. Специалисты сходятся во мнении, что значительного выигрыша нельзя добиться без создания новых сортов пшеницы. Как раз над этой проблемой работают ученые «Байер КропСайенс». Последние десятилетия аграрии уделяли внимание таким культурам, как кукуруза и соя, отодвинув на второй план создание улучшенных сортов пшеницы. Это необходимо как можно скорее изменить. Новые

1 | 12 курьер 27

28 курьер 1 | 12

тенденции

Одним из важнейших критериев выбора сорта пшеницы Александр Любовец считает способность растений переносить типичные для ВосточноЕвропейской равнины холодные зимы

разработки будут базироваться на трех факторах: во-первых, более эффективное использование растениями питательных веществ; во-вторых, устойчивость к абиотическим стрессам, например к засухе и жаре; и в-третьих, более высокая урожайность. Безусловно, два первых фактора могут оказывать влияние на урожайность. Также исследователи намерены повысить качество зерна, например увеличить содержание белков или улучшить определенные мукомольные и хлебопекарные качества. Однако улучшение свойств пшеницы – непростая задача и не может быть выполнена в одиночку. Это исполинский труд, и ни одна компания или организация в полном объеме не располагает всеми необходимыми ресурсами. Компания «Байер КропСайенс» за короткое время установила контакт со многими высококвалифицированными партнерами по всему миру и теперь в ее распоряжении разветвленная научно-исследовательская сеть. Каждый из этих партнеров вносит в общую концепцию исследований собственную селекционную программу, а также личный опыт. Есть партнеры, которые предоставляют сырье для проведения научных исследований – «зародышевую плазму». Этим термином обозначают линии семян, служащие основой для селекции новых сортов с улучшенными свойствами. Благодаря связям с Университетом Небраски в США, компаниями «Сорт» и «Евросорт» в Украине и «РАГТ Семанс» во Франции теперь у «Байер КропСайенс» имеется доступ к целому ряду линий пшеницы, предназначенных для различных регионов произрастания.

Другие партнеры, например израильская компания «Эводжин» и австралийское государственное объединение научных и прикладных исследований (CSIRO), в совместную с «Байер КропСайенс» работу вносят технологические ноу-хау. «Эводжин», кроме прочего, специализируется на исследованиях для определения участков генома, ответственных за устойчивость растения к внешним воздействиям. С этой целью ученые подвергают стрессоустойчивые опытные ра стения таким испытаниям, как чрезмерное воздействие света, высокие температуры воздуха, засоленность или крайнее обезвоживание почвы. Затем с помощью специального исследования выясняют, какие гены наиболее активны в определенных условиях среды. Гены устойчивости к тому или иному стресс-агенту, которые иногда обнаруживаются в совершенно далеких от сельскохозяйственных культур видах ра стений, представляют особый интерес для селекционеров пшеницы, планирующих наделить эту культуру способностью лучше справляться с жарой, засоленностью почвы или засухой. Выигрыш «Байер КропСайенс» от сотрудничества со специали стами по геномике растений из «Эводжин» – информация о том, какие гены целесообразно ввести в геном пшеницы для усиления тех или иных ее свойств. Еще одно направление исследований связано с поиском генов, отвечающих за усвоение растениями азота. Повышение эффективности использования азота, без сомнения, станет долгожданной новостью для агрономов. Сорта пшеницы, эффективнее использующие азот, более экологичны, поскольку для них требуются

меньше азотных удобрений, производство которых является очень энергоемким и сопряжено с высоким уровнем эмиссии углекислого газа в атмосферу.

Акцент на эффективность использования питательных веществ и засухоустойчивость Над проблемой усвоения питательных веществ, таких как азот и фосфор, также работают биологи CSIRO в Канберре, Австралия. На территории университетского городка этой организации в австралийской столице находится около 50 теплиц, в которых департамент растениеводства проводит свои исследования. Одним из основных направлений их деятельности, наряду с проектами по сахарному трост нику, винограду и хлопчатнику, является изучение свойств пшеницы. Уже сейчас учеными из CSIRO получены интересные результаты по влиянию засухи на различные сорта пшеницы и разработаны методы для повышения засухоустойчивости сортов, выращиваемых в северной части Австралии. Рассказывая об одном из текущих научных проектов, ученые из CSIRO подчеркивают, что в настоящее время коллектив исследователей работает над созданием новых полукарликовых сортов пшеницы. Первые сорта с данной характеристикой появились в период Зеленой революции и на тот момент стали настоящим прорывом, поскольку обладали большей устойчивостью и более высоким потенциалом урожайности. Вместе с тем эти сорта обнаруживали и ряд недостатков, например, морфологические – редукция раз-

тенденции

Фермер Кристоф Бюрен выращивает пшеницу на площади в 160 га в департаменте Марна на северо-востоке Франции. Он надеется, что в будущем появятся сорта пшеницы с более высокой засухоустойчивостью, однако не за счет потери урожайности

меров первого листа. Популярное на сегодняшний день беспахотное земледелие обладает рядом преимуществ, однако создает угрозу роста пшеницы таких сортов на стадии первого листа (шильца), так как нежные проростки растений не способны пробиться сквозь пожнивные остатки, и поэтому развиваются неоднородно. Чтобы исправить данную ситуацию, ученые рассчитывают создать типы растений, которые будут отличаться более крупными колеоптилями, но при этом выра стать лишь до сравнимой с современными полукарликовыми сортами высоты. Второй недостаток ранее созданных полукарликовых сортов заключался в широко распространенном явлении прорастания зерен пшеницы еще в колосе, например, когда из-за погодных условий урожай пшеницы не удавалось собрать вовремя. Период покоя семян имеет важное значение для предупреждения преждевременного прорастания. Идентификация подходящих генов является лишь первым шагом. На следующем этапе ученые изучают эти признаки на базе других геномов. В качестве модельного организма для первичных испытаний обычно используют резушку Таля (arabidopsis thaliana). В задачу отдела по координации научных связей «Байер КропСайенс» в бельгийском Генте входит установление связей с ведущими научно-исследовательскими учреждениями, за-

Фермер Байрон Ричард на своем почти 30-летнем опыте убедился в особом значении засухоустойчивости новых сортов пшеницы. На ферме Ричарда в Северной Дакоте под пшеницу отведена посевная площадь в 4200 га

нимающимися изучением растений. В лабораториях в Генте уже растет арабидопсис со встроенными в его геном перспективными генами. Есть вероятность, что когда-нибудь некоторые из этих генов можно будет найти в современных линиях пшеницы. Селекционерам всегда было известно, что создание новых сортов с заданными признаками требует терпения. Тем не менее благодаря достижениям современной молекулярной биологии сегодня есть возможность сокращать некоторые этапы селекции. Например, теперь больше не требуется ждать, пока потомки, полученные в результате селекционного отбора, вырастут и можно будет увидеть всю совокупность их свойств. С помощью так называемой ДНК-маркерной технологии ученые «Байер» уже на очень ранней стадии развития опытных растений могут определять, какие потомки скрещивания обладают желаемым генетическим признаком, а какие нет. Преимущество так называемой молекулярной селекции можно увидеть в возможности

раньше принимать ответственные решения, связанные с целесообразностью продолжения научно-исследовательских работ. Может пройти еще несколько лет, прежде чем растениеводы смогут получить эти улучшенные сорта. Но и у самих агрономов есть ряд конкретных пожеланий. «Новые сорта должны быть более устойчивыми к засухе и способными эффективнее использовать азот», – отмечает Байрон Ричард, который предвидит дополнительные проблемы с засухой в будущем. «Однако повышение засухоустойчивости не должно достигаться за счет других не менее важных качеств, таких как естественная способность пшеницы конкурировать с сорняками», – предостерегает Нил Постлуэйт из Австралии. А Александр Любовец из Украины надеется, что новые сорта будут устойчивы к холоду при отсутствии снежного покрова. Всех фермеров, тем не менее, объединяет одно – желание получать более высокие урожаи. Карл Хюбнер (Karl Hubner)

1 | 12 курьер 29

30 курьер 1 | 12

Базовые знания

Эффективный элемент в системе контроля сорняков

Эффективность действия средств защиты растений проверяется в теплице

Как работают гербициды Без борьбы с сорняками невозможно гарантировать получение стабильных урожаев высокого качества. Самый дешевый и надежный метод уничтожения сорных растений в большинстве случаев – химический препарат гербицидного действия. Вместе с тем его применение должно быть согласовано с агротехническими приемами борьбы с засорением. Чтобы избежать проблем, вызванных чрезмерным применением того или иного активного вещества, необходимо выбирать схему чередования гербицидов, которая позволит использовать препараты из разных классов химических веществ с различным механизмом атаки. Знание механизма действия гербицида – основа успешной стратегии контроля сорняков.

Базовые знания

Специальные добавки – антидоты – защищают сельскохозяйственные растения от действия гербицидов. Компания «Байер КропСайенс» признана одним из мировых лидеров в области разработки антидотов

ля того чтобы гербициды смогли достичь мишени, они должны быть способными перемещаться в растение из слоя рабочего раствора на листовой пластинке, образующегося после обработки посевов (для листовых или послевсходовых, гербицидов), или из почвенного раствора (для довсходовых или почвенных гербицидов). В зависимости от степени и характера поглощения, перераспределения в различных органах растений и активности дейст вующих ингредиентов препараты делятся на гербициды контактного или системного действия.

Механизм действия Под механизмом действия понимают то, как гербицид влияет на физиолого-биохимические процессы растительного организма. В большинстве случаев действующее вещество связывается с каким-либо белком,

блокируя один из важнейших метаболических процессов в растении. Таким белком обычно является один из ферментов, участвующих в регулировании определенной биохимической реакции. Кроме того, происходит подавление метаболических процессов, связанных с биосинтезом и транспортом жизненно важных продуктов в растениях. Обычно гербициды обладают одним из механизмом действия, но у многих из них помимо того имеются другие мишени, через которые гербициды также могут влиять на метаболизм растения. В соответствии с основным местом воздействия на метаболизм в растении гербициды распределяют в следующие группы: • ингибиторы фотосинтеза; • ингибиторы синтеза пигментов; • ингибиторы синтеза аминокислот; • ингибиторы синтеза жирных кислот; • ингибиторы клеточного деления. Фотосинтез относится к важнейшим метаболическим процессам растения, и поэтому представляет

наиболее подходящую мишень для воздействия гербицидов. Ингибиторы фотосинтеза могут нарушать систему транспорта электронов фотосистемы II или ингибировать образование радикалов в фотосистеме I. Оба пути приводят к фатальным последствиям для целевого сорняка, клетки которого становятся неспособными накапливать солнечную энергию. Гербициды также могут нарушать фотосинтез опосредованно, путем ингибирования синтеза важных для этого процесса соединений – пигментов, таких как каротиноиды, хлорофиллы и цитохромы. Каротиноиды, например, выполняют защитную функцию, а под воздействием гербицидов она отключается. Среди известных гербицидов есть препараты, которые подавляют синтез аминокислот, нарушая биосинтез белков, включая ферменты. В этом случае могут подвергаться воздействию три важных целевых фермента: глютаминсинтетаза (мишень для препарата Баста с д.в. глюфосинат), 5-EPSPS-синтаза (мишень глифосата) и ацетолактатсинтетаза (мишень гербицидов – ингибито-

1 | 12 курьер 31

32 курьер 1 | 12

Базовые знания

ров АLS). Ацетолактатсинтетаза является целевым объектом действия сульфонилмочевины и имидазолинонов. Портфель продуктов компании «Байер КропСайенс» включает препараты с таким механизмом атаки. Это хорошо зарекомендовавшие себя гербициды Секатор Турбо, Вердикт и МайсТер. Метаболизм жирных кислот играет важную роль в процессе образования клеточных мембран. Нарушение этого процесса в результате воздействия какого-либо гербицида приводит к развитию более тонкой кутикулы и, как следствие, к изменению поглощения воды. Данный механизм характерен для арилоксифеноксипропионатов (FOP) (например, препарат Пума Супер), а также

для циклогександионов (DIM). Оказывать влияние на метаболизм жирных кислот способны также соединения из других химических групп, например этофумезат (Бетанал Эксперт ОФ). Некоторые гербициды действуют как растительные гормоны (ауксиновые гербициды) и вызывают неконтролируемый рост клеток. Вот почему термин «регуляторы роста растений» применим к представителям этой группы препаратов. К подобным гербицидам относятся производные феноксиуксусной кислоты, такие как хорошо известные соединения 2M – 4X и 2,4-D. Процесс клеточного деления имеет основополагающее значение. Некоторые гербициды подав-

ляют систему, которая регулирует клеточное деление – систему микротрубочек, в результате чего могут образовываться клетки с несколькими ядрами или с избыточным количеством хлоропластов. К группе веществ, подавляющих деление клеток в тканях растения, относится гербицид флуфенацет, предназначенный для борьбы с однодольными сорняками.

Как правильно выбрать гербицид Гербициды должны применяться в соответствии с существующими технологиями возделывания сельскохозяйственных культур и практики использования интегрированной

Виды гербицидов Листовые (послевсходовые) гербициды – к этой группе относятся герби циды контактного действия. Они про никают в растение исключительно или преимущественно через листья и затем в близлежащие ткани – лишь в ограничен ном количестве. Поэтому такие препараты повреждают сорное растение непосред ственно в месте попадания раствора или вблизи него. • Гербициды контактного действия, в силу биологических особенностей раз вития сорняков, как правило, эффек тивны в отношении однолетних сорных растений. • Листовые гербициды системного действия поглощаются в основном через листья, после чего следует интенсивное перераспределение поглощенного дейст вующего вещества внутри растения. Наиболее известные примеры – регу ляторы роста ауксины, провоцирующие дисбаланс гормонов, который подавляет рост растения. Большинство гербицидов, борющихся со злаковыми сорными расте ниями, действуют через листья. Листовые гербициды преимущественно перераспределяются в растении с транс пирационным током, проходящим через сосудистые пучки растения. Ассимиляты, образующиеся в листьях в результате фотосинтеза, экспортируются только в том случае, если лист продуцирует их в количествах больших, чем ему нужно для роста. Наибольший экспорт ассимиля тов отмечается в достигших полного раз вития и активно фотосинтезирующих лис тьях при оптимальных погодных условиях. В молодых, растущих листьях экспорт сахаров отсутствует, поэтому нанесенные

на такие листья гербициды не подверга ются транслокации. Температура воздуха во время проведения обработок имеет значение для гербицидной активности: при температурах менее 10 °С она обычно низкая, тогда как повышение температуры до 25 °С и выше может привести к ожо гам у сельскохозяйственных культур или к снижению активности гербицида в отно шении целевых видов сорных растений. Почвенные гербициды – это гер бициды, активные вещества у которых поглощаются через развитую корневую систему растения из почвенного раствора, после чего перераспределяются внутри организма. Обычно такие препараты ока зывают свой эффект в листьях или других надземных частях растения, где нарушают процессы дыхания и фотосинтеза. Дейст вующие вещества гербицидов, попадая в почву и растворяясь в почвенном рас творе, могут оставаться в нем в течение определенного времени. Поэтому почвен ные гербициды следует вносить только во влажные почвы: при отсутствии запаса влаги в почве они могут полностью утра тить свою активность. Такие гербициды играют важную роль в борьбе с сорными однодольными и двудольными растениями в предпосевной и довсходовый, а также иногда и в ранний послевсходовый пери оды. Примерами таких гербицидов явля ются действующие вещества метазахлор для обработки посевов рапса и флуфе нацет, применяемый для борьбы с сорня ками на зерновых культурах. Гербициды комплексного действия – некоторые гербициды действуют как

через листья, так и через почву. К таким препаратам относятся ингибиторы ацето лактатсинтетазы (АLS), например Секатор Турбо и Вердикт, зарегистрированный и разрешенный к применению в России с 2012 года. Преимущество поглощения растением действующих веществ через листья или корни при использовании пре паратов этой группы определяется вре менем внесения гербицида. Комбиниро ванное листовое и корневое поглощение может быть достигнуто благодаря исполь зованию смеси действующих веществ. Типичный пример такого вида смеси – гер бицид Бетанал Эксперт ОФ, применяемый в посевах сахарной свеклы. Антидоты – это вспомогательные вещества, входящие в состав гербицидов, роль которых заключается в ускорении распада действующих веществ в тканях культурного растения. Немаловажно, чтобы антидоты не вызывали деградацию гербицидов в сорняках-мишенях. Препа рат Вердикт, например, обладает высо кой активностью в отношении однодоль ных растений. Если бы этот гербицид не содержал антидота, его невозможно было бы использовать для обработки посевов зерновых. В злаковых культурах антидот активирует определенный фермент, кото рый способствует быстрому расщеплению действующего вещества на неактивные компоненты, к которым злаковое расте ние невосприимчиво. Весь секрет в том, что антидот действует избирательно и не активирует соответствующий фермент в сорных растениях, поэтому они оста ются восприимчивыми к поражающему действию гербицида.

Базовые знания

1 | 12 курьер 33

Механизмы действия гербицидов Ингибирование синтеза аминокислот Примеры продуктов: Алистер Гранд, Вердикт, Секатор Турбо, МайсТер

Ингибирование синтеза жирных кислот Примеры продуктов: Бетанал Эксперт ОФ, Пума Супер

Место действия гербицида

Сырье Исходный материал

АLS (фермент)

Без гербицидов Нормальное деление клеток

После обработки гербицидами Отсутствие деления клеток

Масла и жиры

Ацетилкокарбоксилаза

Аминокислота = строительный материал для белков

Ингибирование клеточного деления

Сырье Исходный материал

Цепочка аминокислот = белок

Клеточная мембрана

Ингибирование фотосинтеза Примеры продуктов: Бетанал Эксперт ОФ, Зенкор

Ингибирование синтеза пигментов Примеры продуктов: Алистер Гранд, Лаудис

Место действия гербицида

Без гербицидов Каротиноиды защищают зеленую пигментацию

Ферменты преобразования солнечной энергии

После обработки гербицидами УФ-излучение разрушает зеленую пигментацию

Сахар + кислород

Световая энергия

УФ-излучение (повреждающее) Видимое излучение (благоприятное)

Хлоропласты (в клетках растения)

защиты растений. Это означает, что при разработке стратегии борьбы с сорняками должны учитываться природно-климатические условия, система ротации гербицидов, а также другие агротехнические подходы контроля за сорняками. Чередование препаратов особенно важно, поскольку оно непосредственно влияет на выбор приемов обработки почвы для снижения развития засорения посевов и повышения конкурентоспособности сельскохозяйственной культуры, определяет спектр гербицидов, способных обеспечить чистоту полей. При необходимости применения гербицида прежде всего необходимо выяснить, какие виды сорных растений присутствуют или могут появиться на поле в ближайшее время, а также текущую и ожидаемую плотность засорения. Преобладающий видовой состав сорняков и установленные экономические пороги вредоносности (ЭПВ) определяют выбор наиболее подходящего препарата исходя из спектра его активности. На эффективность продукта и общий успех борьбы с сорняками влияет ряд факторов, в том числе усло-

вия возделывания культуры, сроки и частота гербицидных обработок, приемы внесения продуктов, а также другие элементы технологий. Если все эти аспекты учитываются в комплексе, удается реализовать потенциал средств защиты в полной мере. Экономические факторы также играют определенную роль в процессе принятия решения. В зависимости от ситуации в хозяйст ве и перечня выращиваемых культур осенние обработки озимых зерновых культур или ранняя весенняя обработка яровых зерновых способны в последующем помочь избежать пиков загруженности в течение вегетационного сезона. Решение относительно того, в какой именно – предпосевной или послевсходовый периоды будет осуществляться обработка, влияет как на выбор гербицида, так и на регламент работ на протяжении всего сезона.

Преодоление устойчивости Ограничение севооборота одной или двумя культурами и интенсивное использование гербицидов с идентичными или сходными механизмами

действия развивает устойчивость сорных растений. Изменения в популяции сорняков всегда начинаются с появления отдельных устойчивых экземпляров, что повсеместно встречается в природе. Вследствие многократного внесения гербицидов с одним и тем же механизмом действия создается давление отбора, которое способствует распространению растений, обладающих характеристиками устойчивости внутри популяции. Если стратегию борьбы с сорняками не изменить, то устойчивые сорные растения могут распространиться настолько, что в конце концов станут доминантами, и эффективно контролировать их будет невозможно. Для предотвращения устойчиво сти необходимы превентивные меры еще на этапе планирования размещения культур в севообороте. Главным в чередовании действующих веществ является необходимость предусмотреть такую схему, чтобы один и тот же механизм действия не использовали дважды подряд. Со блюдение этих правил позволит повысить эффективность гербицидов и максимально реализовать продуктивный потенциал культуры.

34 курьер 1 | 12

Панорама

Использование биосырья в производстве обуви делает ее более экологичной

На «зеленых» подошвах Может ли защита окружающей среды начинаться с собственных ботинок? Безусловно. До сих пор основным сырьем для пластмассы и резины, используемых в обуви, служат ископаемые ресурсы. Однако не так давно ученые компании «Байер» разработали инновационную концепцию «ЭкоТрекер». Благодаря ей многие детали таких ботинок изготовлены из возобновляемых сырьевых материалов, а не на основе нефтепродуктов.

ез обуви люди практически не смогли бы передвигаться: для защиты ног мы пользуемся тапками, сандалиями, кроссовками или сапогами. Каждый человек за свою жизнь проходит в среднем расстояние в несколько тысяч километров с искусственными подошвами на ногах. Только в 2010 году во всем мире было произведено около 20 млрд пар обуви, причем половина из них – в Китае. На языке статистики это означает, что в год на каждого человека на планете приходится более одной пары обуви из КНР. Большинство из этих изделий производится из пластмассы и резины: на изготовление одних только подошв во всем мире ежегодно расходуется примерно 500 тыс. тонн полиуретана (ПУР). Полиуретан идеально подходит для изготовления обуви в силу своей чрезвычайной прочности и теоретически неограниченных возможностей для конструкторских решений. Сейчас производство стандартных видов пластмасс и резины для обувной промышленности почти полностью основано на использовании нефтепродуктов. Ученые подразделения «Байер МатериалСайенс» разработали концепцию «зеленых» ботинок под названием «ЭкоТрекер», чтобы изменить эту ситуацию.

Исходные материалы, получаемые из ископаемого сырья, они заменили на материалы из возобновляемых ресурсов, таких как кукурузный крахмал или побочные продукты сахарной промышленности. Активный отдых в тесном взаимодействии с природой становится все более популярным. И пластмассы, изготавливаемые из биологиче ского сырья для производства туристической обуви, как нельзя луч-

ше подходят при этом. Ведущие мировые производители обуви, включая такие компании, как «Адидас», «Пума», «Найк», «Тимберленд» и «УВЕКС», официально заявили о своем стремлении использовать экологически безопасные материалы, а также придерживаться прин ципов малоотходного производства. Потребители неуклонно становятся все более сознательными в отношении проблем охраны окружаю-

Как обувь защитит климат? Воздухопроницаемая мембрана из ТПУ не содержит пластификатор

Уплотнитель в области голени/язычок (до 25%) Ушки для шнурков (до 60%)

Задник (до 50%)

Стелька (до 30%)

Материал верха не содержит органических растворителей и пластификаторов

Логотип из ТПУ (до 50%)

Наружная подошва/ подложка (до 70%)

Клей не содержит органических растворителей и пластификаторов

Подносок (до 40%)

В общей сложности до 90% деталей этой концептуальной модели обладают безопасными для окружающей среды характеристиками. К ним, в частности, относятся покрытия и клеящие вещества, не содержащие органических растворителей, и материалы из термопластичного полиуретана (ТПУ). Кроме того, в полиуретановых подошвах не содержатся тяжелые металлы, которые после утилизации изделия из пластмасс и резины, изготовленных из нефтепродуктов, переходят в окружающую среду

Розыгрыш среди подписчиков журнала Призы выиграют первые десять человек, приславшие правильные ответы. Специалисты по материалам за работой (слева направо): Сян Лю и Эрика Чжу оценивают только что отлитые подошвы для ботинок «ЭкоТрекер». При производстве этой концептуальной модели экологически безопасной обуви традиционные исходные материалы были заменены на изготовленные из возобновляемых ресурсов, таких как кукурузный крахмал и побочные продукты сахарной промышленности

щей среды и готовы тратить больше денег на экологически безопасные продукты.

Безопасно на 90% Обувь с подошвами из биосы рья в будущем может получить при знание даже среди любителей бе га трусцой или рабочих предпри ятий, ведь концептуальная модель «зеленых» ботинок на 90% состо ит из безопасных для окружающей среды материалов: от полиурета новой подошвы до выполненных из термопластичного полиуретана (ТПУ) ушек для шнурков. Например, подносок для опытной модели бе зопасных ботинок ученые «Байер» изготовили из чрезвычайно уда ропрочной смеси поликарбоната и полилактида (ПЛА). Эта защит ная деталь обуви легче стандарт ных стальных подносков и, поми мо этого, может быть переработана для повторного использования. По лиактид – биоразлагаемый, биосов местимый, термопластичный, али фатический полиэфир, мономером которого является молочная кисло та. Сырьем для производства слу жат ежегодно возобновляемые ре сурсы, такие как кукуруза и сахар ный тростник. Самая большая трудность со стояла в том, чтобы обеспечить

соответствие биологических сырь евых материалов предъявляемым к производству обуви требованиям. Сырьем для получения полиурета нов служат изоцианаты и полиатом ные спирты (полиолы). До недавне го времени производство пластмасс и резины для обувной промышлен ности было основано на продуктах переработки сырой нефти. Однако полиолы, полученные из биологи ческого сырья, обладают более вы сокой вязкостью, чем их аналоги на основе нефтепродуктов. Кроме то го, они существенно различаются по своим техническим характерис тикам. Чтобы обеспечить техноло гичность биологических полиолов, ученым «Байер» пришлось специ ально адаптировать их к требова ниям обувного производства. Таким образом, полиуретан на основе био логического сырья теперь облада ет теми же характеристиками, что и стандартный полиуретан. Ботинки «ЭкоТрекер» не только помогают заботиться об окружаю щей среде, но и способствуют повы шению безопасности труда персона ла. Используемые покрытия и клея щие вещества имеют водную основу и не содержат органических краси телей, благодаря этому предупреж дается потенциальный контакт ра ботников с токсичными химикатами в процессе производства обуви.

Оптимизировано для производства Полиуретан марки «Байер», в от личие от стандартного полиурета на, не содержит тяжелых металлов. Кроме того, выпущенная ограничен ной партией концептуальная модель ботинок снабжена защищенным от подделки товарным знаком на ос нове высококачественной поликар бонатной пленки из ассортимента пленок Макрофол с идентификаци онным номером. Товарный знак на носится методом лазерной гравиров ки и может быть дополнен средства ми защиты, такими как голограммы. Ученые «Байер» стремятся не до пустить конкуренции возобновля емых сырьевых материалов, выра щиваемых на полях, с продуктами питания или повышения стоимости последних. Поэтому они уже рабо тают над созданием следующего по коления пластмасс, полностью осно ванного на отходах промышленных предприятий или даже на углекис лом газе. Напомним, что повыше ние концентрации этого газа в ат мосфере происходит в результате хозяйственной деятельности чело века и служит причиной изменений климата. В будущем любители при роды смогут ходить в походы на «зе леных» подошвах.

1–3-е места – лопатка складная 4–10-е места – секатор

Для того чтобы в дальнейшем получать журнал по почте совершенно бесплатно, укажите, пожалуйста, следующую информацию.

Почтовый индекс, адрес

Контактный телефон и междугородный телефонный код

Фамилия, имя, отчество получателя

Название организации (если требуется)

Мы будем благодарны Bам, если Bы согласитесь сообщить о себе дополнительную информацию.

Возраст

Профессия/должность

Оторвите купон, заполните и перешлите нам одним из указанных способов: 1. ПО ПОЧТЕ на адрес: 107113, Москва, 3-я Рыбинская ул., д. 18, стр. 2, получатель «Байер КропСайенс». 2. ПО ФАКСУ на номер (495) 956-13-19. Также можно заполнить заявку на сайте по адресу: www.bayercropscience.ru/ru/courier

Знать – значит быть победителем Назовите однодольные сорняки, с которыми успешно борется Вердикт. 1 2

Осенью 2011 года в портфель компании «Байер» добавились и семенные активы. Завершение сделки по приобретению сортов и гибридов ярового и озимого рапса немецкой компании «Рапс Гбр» открывает новые перспективы комплексного подхода к удовлетворению спроса наших потребителей

3 4 5

Дорогой читатель! Ваше мнение о журнале очень важно для нас. Мы хотим пригласить Вас стать членом редакционной коллегии. Ответьте, пожалуйста, на несколько вопросов – и мы учтем Ваше мнение при подготовке следующего номера, который доставят совершенно БЕСПЛАТНО по адресу, указанному Вами в анкете. Спасибо! 1. Какие статьи данного номера показались Вам наиболее интересными? Дмитрий Тришкин: Практика и тактика Сорняки наступают и проигрывают Вердикт для сорняков Защита кукурузы начинается с Аденго Новые возможности уборочного комбайна Все дело в препаративной форме Мастерская бактерий Нам нужны новые сорта пшеницы! Как работают гербициды На «зеленых» подошвах 2. О чем бы Вам хотелось прочесть в следующем номере «Курьера»?

3. Есть ли у Вас предложения по улучшению журнала? Или, может быть, у Вас есть пожелания к нам?

www.bayercropscience.ru/ru/courier

Поверхность картофельного листа в сильном увеличении. Тонкие волоски, кристаллы воска, водоотталкивающие пленки — все это препятствует проникновению действующих веществ в растение. Чтобы помочь активным субстанциям преодолеть эти преграды, требуются инновационные решения.