Биотехнология и биометоды в защите растений переработке и хранении сельскохозяйственной продукции

Добавил пользователь Alex
Обновлено: 19.09.2024

Биотехнология в животноводстве

Основные понятия в биотехнологии. Биотехнология (от греч. вios – жизнь, teken – искусство, мастерство, logos – наука, умение, мастерство) – это получение продуктов из биологических объектов или с применением биологических объектов.

В последние десятилетия мы стали свидетелями своеобразного бума, связанного с рождением и становлением современной биотехнологии. Речь идет о создании мобильной, высокоэффективной, компактной отрасли производства, базирующейся на самых последних достижениях биологической науки, прежде всего на методах генетической и клеточной инженерии.

Биотехнология – это наука о применении биологических процессов и систем в производстве.

Биотехнология – это направление научно-технического прогресса, использующее биологические процессы и агенты для целенаправленного воздействия на природу, а также в интересах промышленного получения полезных для человека продуктов, в частности лекарственных средств.

Биотехнология – это объединение биохимической, микробиологической и инженерной наук с целью технологического использования микроорганизмов, культур клеток и тканей, а также составных частей клеток.

Таким образом, биотехнология представляет собой область знаний, которая возникла и оформилась на стыке микробиологии, молекулярной биологии, генетической инженерии, химической технологии и ряда других наук.

Рождение биотехнологии обусловлено потребностями общества в новых, более дешевых продуктах для народного хозяйства, в том числе медицины и ветеринарии, а также принципиально новых технологиях.

В качестве биологических объектов могут быть использованы организмы животных и человека (например, получение иммуноглобулинов из сывороток вакцинированных лошадей или людей; получение препаратов крови доноров), отдельные органы (получение гормона инсулина из поджелудочных желез крупного рогатого скота и свиней) или культуры тканей (получение лекарственных препаратов).

Однако в качестве биологических объектов чаще всего используют одноклеточные микроорганизмы, а также животные и растительные клетки. Выбор этих объектов обусловлен следующими причинами.

Клетки чрезвычайно быстро воспроизводятся, что позволяет за относительно короткое время искусственно нарастить на сравнительно дешевых и недефицитных питательных средах в промышленных масштабах огромные количества биомассы микробных, животных или растительных клеток.

Возможность проведения биотехнологического процесса в промышленных масштабах, т. е. наличие соответствующего технологического оборудования и аппаратуры, доступность сырья, технологии переработки и др.

Задачи, стоящие перед биотехнологией:

поддержание и активизация путей обмена клеток, ведущих к накоплению целевых продуктов при заметном подавлении других реакций обмена у культивируемого организма;
получение клеток и их составных частей для направленного изменения сложных молекул;
углубление и совершенствование генетической инженерии, включающей рДНК-биотехнологию и клеточную инженерию, с целью получения особо ценных результатов в фундаментальных и прикладных разработках;
создание безотходных и экологически безопасных биотехнологических процессов;
совершенствование и оптимизация аппаратурного оснащения биотехнологических процессов с целью достижения максимальных выходов конечных продуктов при культивировании лекарственных видов с измененной наследственностью, полученных методами клеточной и генной инженерии;
повышение технико-экономических показателей биотехнологических процессов по сравнению с существующими параметрами.

Основные термины и понятия биотехнологии.

Нуклеиновые кислоты – высокомолекулярные сложные органические соединения, состоящие из серии компонентов более простого строения, названных нуклеотидами.

Нуклеотид – это комплекс, включающий одно из азотистых оснований, углевод (рибозу или дезоксирибозу) и остаток фосфорной кислоты.

ДНК (дезоксирибонуклеиновые кислоты) – нуклеиновые кислоты, содержащие в качестве углеводного компонента дезоксирибозу, а в качестве азотистых оснований – аденин, гуанин, цитозин, тимин. ДНК присутствуют в клетках любого организма, входят в состав многих вирусов. Первичная структура молекулы ДНК строго индивидуальна и специфична, представляет собой кодовую форму записи биологической информации, т. е. генетический код.

РНК (рибонуклеиновые кислоты) – нуклеиновые кислоты, содержащие в качестве углеводного компонента рибозу, а в качестве азотистых оснований – аденин, гуанин, цитозин, урацил. РНК присутствуют в клетках любого живого организма, входят в состав многих вирусов; участвуют в реализации генетической информации.

Ген – наследственный фактор, функционально неделимая информация генетического материала; участок молекулы ДНК, кодирующий первичную структуру полипептида, молекулы транспортной и рибосомальной РНК или взаимодействующий с регуляторным белком.

Генотип – совокупность генов данной клетки или организма.

Геном – совокупность генов, характерных для гаплоидного набора хромосом данного вида организмов; основной гаплоидный набор хромосом.

Вектор – любая плазмида или фаг, в которые может быть встроена чужеродная молекула ДНК с целью клонирования.

Плазмида – кольцевая внехромосомная ДНК, способная к автономной репликации.

Репликация – самоудвоение молекулы ДНК путем образования ее копии при помощи набора ферментов (ДНК-полимераз, лигаз и т. п.).

Гибридизация – процесс образования или получения гибридов, в основе которого лежит объединение генетического материала разных клеток в одной клетке.

Клон – совокупность клеток или особей, произошедших от общего предка путем бесполого размножения.

Штамм – чистая культура микроорганизма, выделенного из определенного источника или полученного в результате мутаций.

Эукариоты – организмы, состоящие из клеток, в которых обязательно содержится особый органоид – ядро.

1. Мировой уровень биотехнологии как науки и отрасли производства

Биотехнология как самостоятельная прикладная наука сформировалась в середине 50-х гг. XX в., когда человечество осознало необходимость первоочередного решения на принципиально новых основах главнейших проблем современности – продовольственной, энергетической, ресурсной, загрязнения окружающей среды и др. Биотехнологические процессы базируются на использовании биосинтетического потенциала микроорганизмов, растительных и животных клеток, тканей и органов, культивируемых на искусственных питательных средах.

В настоящее время во многих странах мира развитию биотехнологии придается первостепенное значение в силу ряда существенных преимуществ перед другими видами технологий: биотехнологические процессы обладают низкой энергоемкостью, почти безотходны, экологически чистые. Эти технологии предусматривают использование стандартного оборудования и реактивов, а также возможность проведения исследований круглый год, независимо от климатических условий, занимая при этом незначительные площади. Кроме того, биотехнологические процессы высокопроизводительны, для них характерен высокий уровень автоматизации и механизации. Данные процессы осуществляются при относительно низких температурах и атмосферном давлении.

Биотехнология сегодня развивается бурными темпами. Как наука она изучает внедрение производственных процессов, в основе которых лежит практическое использование микроорганизмов, всевозможных биологических систем. Это не только растительные или животные ткани, но и протопласты, рекомбинантные ДНК, а также полностью генетически модифицированные организмы.

Биотехнологическое производство представляет собой интенсивно развивающийся сектор экономики большинства развитых стран, созданию благоприятных условий для развития которого способствовало принятие во многих государствах специальных долгосрочных программ. Согласно исследованиям, объем мирового рынка биотехнологий оценивается в стоимостном выражении в 270 млрд. долларов США с прогнозируемым ежегодным приростом. К 2020 г. объем мирового рынка биотехнологий вырастет более чем в 2 раза и составит около 600 млрд. долларов США. Биотехнологическое производство относится к высокотехнологичным отраслям экономики и сконцентрировано в наиболее промышленно развитых странах.

Около 45 % мирового рынка биотехнологий сконцентрировано в Северной Америке (Соединенные Штаты Америки и Канада), по 26 % – в Европе и Азии, 2,5 % – в странах Среднего Востока и Африки. В последние годы значительные ресурсы в развитие биотехнологий вкладывают Федеративная Республика Бразилия, Российская Федерация, Республика Индия, Китайская Народная Республика и Южно-Африканская Республика, реализующие масштабные программы по всем биотехнологическим направлениям. Ключевыми факторами, определяющими успешное развитие биотехнологической отрасли в развитых странах, являются: активная финансовая поддержка отрасли государством; наличие специальных образовательных и исследовательских учреждений; высокая квалификация научных кадров; многолетний опыт предпринимательской деятельности в стране.

2. История развития биотехнологии

Глубоко в древности биотехнология развивалась эмпирическим путем: выпечка хлеба, изготовление вина, сыроварение, силосование кормов для скота – все это различные микробиологические процессы, за которыми веками велись наблюдения.

Настоящая же генная инженерия, биотехнология как современный вид науки начала развиваться только лишь в середине прошлого столетия.

История развития биотехнологии условно делится на три последовательных этапа. Первый – это развитие биотехнологии в разрезе исторического аспекта. При раскопках древних поселений в Месопотамии, в Египте, а также Греции были обнаружены остатки больших и малых пекарен и пивоварен. Известно, что уже шумеры умели делать пиво, причем ассортимент его был довольно широк (около двадцати различных сортов). На территории Древней Греции и Римской империи было активно развито виноделие и производство сыра. Изготовляли и льняное волокно, этот процесс происходит с участием микроскопических грибов и бактерий.

В конце XIX в. развитие биотехнологии вступило во второй этап – она начала развиваться как наука. Появились первые ученые-генетики, микробиологи и вирусологи. В начале прошлого века были созданы первичные установки по производству метана. Отходы сельскохозяйственного производства превращались в биологический газ и органическое удобрение. В середине ХХ в. началось производство антибиотиков, как следствие, появились предприятия, которые с помощью микроорганизмов начали производить не только аминокислоты и витамины, но и органические кислоты, а также ферменты.

3. Основные направления развития биотехнологии

Основными направлениями развития биотехнологии считаются:

создание новых видов продуктов питания и животных кормов, производство их;
выведение новых штаммов полезных микроорганизмов;
создание новых пород животных;
выведение новых сортов растений;
создание и применение препаратов по защите растений от болезней и вредителей;
применение новых биотехнологических методов по защите окружающей среды.

Кроме этого, активно развивается направление биологически активных соединений с помощью микроорганизмов и культивируемых эукариотических клеток. Сюда входят ферменты, витамины, а также гормоны.

4. Состояние и перспективы развития биотехнологии в современном мире

Современная биотехнология привлекает внимание инвесторов не только в нашей стране, но и во всем мире. Эксперты и аналитики прогнозируют, что биотехнологии станут самым динамично развивающимся и самым прибыльным бизнесом нынешнего века.

Быстрыми темпами развиваются такие отрасли, как современные биологические методы защиты культурных растений, биоэнергетика и биодеградируемые полимеры, а также природоохранные биотехнологии. Ведутся научные работы по созданию новых биополимеров, в будущем они могут заменить ныне популярные пластмассы. Биополимеры имеют большое преимущество в сравнении с пластмассами, так как они нетоксичны и могут разлагаться после их применения, не загрязняя при этом окружающее пространство. Конструирование необходимых генов даст возможность управлять жизнедеятельностью не только растений, но и животных, создавать новые организмы с иными свойствами.

Современные биотехнологии сыграют большую роль в качественном улучшении жизни человека, развитии экономического роста стран. Посредством биотехнологий получают новые средства для диагностики, вакцины, продукты питания, лекарства. Биотехнология помогает в увеличении урожайности всех злаковых культур, что более чем актуально, принимая во внимание рост численности населения нашей планеты.

В некоторых странах, где значительные объемы биомассы не используются полностью, биотехнология в обозримом будущем превратит их в ценные продукты или в биологические виды топлива. Биотехнология все больше перестает быть прикладной наукой, она активно входит в обычную жизнь людей, помогая решать насущные проблемы современного человечества.

5. Развитие биотехнологии и генной инженерии в современной науке

На стыке ХХ и ХХI в. был задуман и осуществлен грандиозный проект – прочитан геном человека. Это был большой труд, в котором участвовало много лабораторий в разных странах мира. Одним из продуктов этих исследований стало появление технологии идентификации личности по ДНК, получение информации о родстве (установление отцовства). Но от прочтения генома ученые ожидали большего. Информация, зашифрованная в ДНК, огромна и ее изучение, расшифровка еще сложнее, чем процедура исследований.

Сейчас идет речь не о том, чтобы просто получать информацию о будущих болезнях, но о том, что есть возможность исправлять дефектные участки ДНК. И это было бы прекрасно – ведь накопление генетических ошибок в человеческом сообществе способствует деградации вида Homo sapiens.

Впрочем, на пути многих амбициозных и не слишком щепетильных в нравственном отношении проектов возникают препятствия, положенные самой природой. Фантастические успехи от применения стволовых клеток для лечения и омоложения – и их перерождение в злокачественные опухоли; рождение клонированных животных – и их ранняя смерть, слабое здоровье. Живая материя по-прежнему непостижима, несмотря на успехи в ее познании, и пределы человеческого вмешательства в ее основы ограничены.

Генетический ремонт – направление, которое развивается и будет развиваться, и в него инвестируются большие деньги.

6. Использование биотехнологии в животноводстве

Получение трансгенных животных. Трансгенные животные – это экспериментально полученные животные, содержащие во всех клетках своего организма дополнительную интегрированную с хромосомами чужеродную ДНК (трансген), которая передается по наследству.

Первые трансгенные животные были получены в 1974 г. в Кембридже (США) в результате инъекции в эмбрион мыши ДНК вируса обезьяны. В 1980 г. американским ученым Жоржем Гордоном (Gordon) с соавторами было предложено использовать для создания трансгенных животных микроинъекцию ДНК в пронуклеус (ядро в яйцеклетке) зиготы. Именно этот подход положил начало широкому распространению технологии получения трансгенных животных.

В России первые трансгенные животные появились в 1982 г. С помощью микроинъекций в пронуклеус зиготы в 1985 г. в США были получены первые трансгенные сельскохозяйственные животные (кролик, овца, свинья).

Все имеющиеся методы переноса генов (трансгеноз) пока еще не очень эффективны. Для получения одного трансгенного животного в среднем необходимы микроинъекции ДНК в 40 зигот мышей, 90 зигот козы, 100 зигот свиньи, 110 зигот овцы и в 1600 зигот коровы.

При трансгенозе могут возникать неожиданные проблемы. Одна из первых работ по генетической трансформации животных проводилась путем встраивания генов гормона роста. Перенос гена гормона роста крысы мышам увеличивал рост мышей в 2 раза. Эксперименты по трансгенозу генов гормона роста быка кроликам также увенчались успехом. А вот аналогичные эксперименты по модификации крупного рогатого скота привели к увеличению прироста всего на 10–20 %.

Технология создания трансгенных животных является одной из наиболее бурно развивающихся биотехнологий в последние 10 лет. Трансгенные животные широко используются как для решения большого числа теоретических задач, так и для биомедицины и сельского хозяйства.

Уже получены трансгенные коровы и козы, в молоке которых содержится человеческий белок лактоферрин.

В Англии созданы трансгенные овцы, молоко которых содержит фактор свертывания крови.

В России получены свиньи, несущие ген соматотропина. Они не отличались по темпам роста от нормальных животных, но изменение обмена веществ сказалось на содержании жира. Такие трансгенные свиньи были созданы для изучения цепочки биохимических превращений гормона, а побочным эффектом явилось укрепление иммунной системы.

Трансгенных животных получают и для целей ксенотрансплантации (пересадки органов человеку). Одним из распространенных доноров органов являются свиньи, так как имеется анатомическое сходство органов и сходство иммунологических свойств. Реакции отторжения при трансплантации имеют сложный механизм. Одним из сигналов для атаки организма на чужой орган являются белки, локализованные на внешней поверхности мембраны. У трансгенных свиней эти белки заменены на человеческие.

Существует множество трансгенных животных, моделирующих различные заболевания человека (рак, атеросклероз, ожирение и др.).

В практических целях трансгенные животные используются различными зарубежными фирмами как коммерческие биореакторы, обеспечивающие производство разнообразных медицинских препаратов (антибиотиков, факторов свертываемости крови и др.). Кроме того, перенос новых генов позволяет получать трансгенных животных, отличающихся повышенными продуктивными свойствами (например, усиление роста шерсти у овец, понижение содержания жировой ткани у свиней, изменение свойств молока) или устойчивостью к различным заболеваниям, вызываемым вирусами и другими патогенами. В настоящее время человечество уже использует множество продуктов, получаемых с помощью трансгенных животных: медицинские препараты, органы, пища.

Речь здесь идет о получении в промышленных масштабах лекарства четвертого поколения – самого современного в борьбе с различными заболеваниями, а также большой экономической выгоде, которую предполагает для Республики Беларусь реализация этой программы. Учитывая, что стоимость одной дозы лактоферрина, произведенного методом микробного синтеза составляет 2,0–2,5 тыс. долларов, использование предлагаемой технологии получения лекарственных белков человека из молока трансгенных животных позволит снизить стоимость этого препарата в 10–20 раз и более, что сделает его общедоступным.

На объем биологизированных технологий и органического земледелия приходится минимальный процент, однако уже сейчас ученые едины во мнении — преимущество этих двух технологий как для потенциального сохранения здоровья людей, так и для улучшения качества урожая, состояния почвы, борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур очевидно.

Мировой рынок органики на сегодняшний день можно считать самым динамично развивающимся направлением. Темпы развития за последние 20 лет выросли более чем в 5 раз.

В среднем, скорость прироста в год составляет 10-12%. Мировыми лидерами по использованию биологических средств защиты растений является Северная Америка (на ее долю приходится 30% от общего использования в мире биопрепаратов), на страны Европы также приходится 30% и около 40% — на остальные континенты и страны.

Страны-лидеры по площади зерновых культур, выращиваемых по стандартам organic

В пятерку лидеров входят: Австрия, Швеция, Эстония, Италия, Литва.

В зависимости от градации культур картина выглядит следующим образом.

Органическая пшеница в больших объемах выращивается в Австрии, Италии, Швеции.

Лидерами по выращиванию ячменя являются: Италия, Черногория, Австрия. Овса — Эстония, Болгария, Нидерланды, Бельгия, Эстония, Австрия.

Если посмотреть на страны-лидеры по площадям масличных культур, выращиваемых по стандартам органик, в ТОП-5 входят: Перу, Австрия, Словения, Швеция.

Лидерами по выращиванию подсолнечника являются: Босния-Герцеговина, Мексика, Германия, Польша, Того, Австрия, Германия, рапса — Казахстан, Швеция, Хорватия, Эстония, Италия.

Страны-лидеры по площадям овощных культур по стандартам organic: Люксембург, Исландия, Дания, Австрия, Канада.

На долю Люксембурга приходится почти 60% всех выращиваемых в мире органических овощных культур.

Нормативно-правовое регулирование биологической системы земледелия производства органической продукции в регионах РФ выглядит следующим образом.

Интенсивного развития производства органической продукции в Российской Федерации на сегодняшний день не наблюдается. Россия занимает 22-е место в мире по объему рынка органической продукции, 39-е место по уровню потребления органической продукции на душу населения и только 135-е место в мире по количеству производителей органической продукции.

При этом ассортимент средств защиты растений, разрешенных к применению на территории Российской Федерации, неуклонно растет. За последние 15 лет количественный объем применения химических СЗР увеличился в 3,5 раза.

Фитосанитарные проблемы преследуют сельское хозяйство РФ

Несмотря на значительные успехи сельского хозяйства в России, растениеводство продолжает находиться под угрозой вызовов и первую очередь фитосанитарных.

Периодически констатируется усиление эпифитотий, массовое размножение фитофагов и сорных растений. Если все это привести в цифру, то ежегодно недобор урожая от вредных организмов составляет 200 млн. т. Отмечается загрязнение урожая микотоксинами. В пределах 20-30% прослеживается потеря качества урожая и лежкости при хранении. Стоит упомянуть и загрязнение урожая остаточными количествами пестицидов, которые сохраняются в почвах, особенно это фиксируется в случаях нарушения фитосанитарных технологий. Масштабная проблема в стране — это снижение супрессивности почвы, нарастание почвенных инфекций.

Специалисты ведут активную работу по созданию микробиологических препаратов:

секвенирование и депонирование в National Center for Biotechnology Information штаммов с фунгицидной и нематицидной активностью, перспективных для разработки на их основе новых биопрепаратов;
лабораторные образцы биопрепаратов;
лабораторные регламенты и технические условия;
регистрационные испытания биологического фунгицида комплексного действия для защиты зерновых и плодовых культур от экономически значимых болезней и т.д.

Ученые проводят работу по разработке методик лабораторного культивирования, поддержания и хранения маточных популяций энтомоакарифагов.

Важное место в своих исследованиях центр уделяет селекционной генетической защите растений, которая тоже применяется в органическом земледелии. На базе центра проводятся глубокие фундаментальные исследования изучения патосистемы. Кроме того, что сорта изучаются на предмет генетической защищенности, предлагаются различные приемы и подходы по продлению срока устойчивости сорта. В настоящее время очень активно ученые проводят наработки по изучению такого приема, как создание сорта смесевых посевов. К примеру, были проведены опыты на примере смеси сортов пшеницы с разной генетической основой. Уже доказано, что применение смесей, генетически различающихся по устойчивости сортов, позволяет снизить развитие болезни в среднем от 2 до 18 раз и получить прибавку урожая зерна от 4 до 60%.

Здоровье растений начинается со здоровой почвы

Эксперт привела в пример хозяйство в Центральном Черноземье, где на полях с выращивающимся картофелем, за сезон применялось 12 химических обработок от сорняков и вредителей. Та же ситуация и на полях с капустой, где каждые две недели проводили инсектицидную обработку. В Ростовской области в хозяйстве, специализирующемся на производстве лука, специалисты проводили 26 химических обработок за сезон. Эксперт акцентировала внимание на то, что будет с почвенной биотой, после такого количества попавшей в почву химии.

По мнению ученой, начинать надо именно с восстановления плодородия почвы, гумусового слоя. Несмотря на то, что многие хозяйства сейчас стремятся переходить на No-Till, позиционирующуюся именно как технологию, благоприятно сказывающуюся на плодородии почвы, о ее здоровье говорить рано. Уменьшение обработки почвы не снижает объемы применения химических препаратов. По словам ученой, в те же засушливые годы, когда в почве недостаточно влаги, попавший в нее гербицид сохраняется в нижних слоях в остаточном количестве в течение двух лет.

Отмечается глобальное падение почвенного иммунитета, которое отражается на всей отрасли растениеводства в целом. Ученая привела в пример хозяйство, на примере которого можно было оценить падение иммунитета у растений. Специалисты в ходе мониторинга посевных площадей на площади в 500 га обнаружили поражение пшеницы вирусными болезнями, против которых на сегодняшний день еще не создано эффективного препарата.

Увеличение показателя вредоносных вирусных заболеваний у сельскохозяйственных культур — это проблема не только южных регионов РФ, но и Сибири. Ситуация критичная и связана, прежде всего, с последействием химических средств защиты растений.

CROP PRODUCTION RUSSIA 2020: Топ стратегических трендов растениеводства (часть 2)

Основные стратегии улучшения урожайности и восстановления почвы

Главной функцией живого организма является сохранение постоянства внутренней среды. Растение будет направлять свои силы не на то, чтобы создавать клейковину, сахара, витамины, масло, а на то, чтобы вывести остатки инсектицидов. Именно поэтому, многие хозяйства стали отмечать потери качества продукции.

Немаловажной является работа селекционеров, которые должны создавать сорта, полностью соответствующие измененным климатическим условиям и адаптированные к ним. Одна из основных задач — помочь новым сортам раскрыть свой потенциал адаптивности. Вот здесь и возрастает роль биопрепаратов.

Эксперт привела в пример применение на картофеле фунгицида Максим. По словам специалиста, это довольно мягкий препарат, но даже он негативно сказался на количестве фосфора в почве. Даже проведенная обработка клубней Фитоспорином не помогла восстановить пищевой режим в почве, для восстановления ученым пришлось помимо обработки клубней провести двукратную обработку биопрепаратами.

На рынке сейчас представлено очень много стимуляторов и регуляторов роста, препараты по-своему хороши и нужды для сельхозкультур. В качестве основного преимущества живых препаратов является прямое действие на растение. Живые бактерии доставляют антибиотики, аминокислоты, витамины, то есть все биологически активные вещества прямо к растению. Помимо доставки биологический стимулятор способствует обмену веществ, повышая устойчивость самого растения к различным стресс-факторам, которое самостоятельно начинает вырабатывать всё что ему нужно для роста и развития.

Одним из основных преимуществ биопрепаратов является их работа на уровне агроценоза в почве, в растениях, в корнях и околокорневой зоне.

Эксперт выделила две основных стратегии для получения здорового урожая и улучшения состояния почвы:

начинать работу следует именно с оздоровления почвы, повышения ее биологической активности, снижения остаточного количества пестицидов;
в обязательном порядке необходимо проводить обработку семян перед посадкой.

Благодаря обработке семена будут отличаться хорошим прорастанием, активным формированием мощной и развитой корневой системы, которая, по словам эксперта, в последствии начнет питать само растение на всех стадиях его развития. Хорошо разветвленная сеть корней — это уже гарантия 30-50% успеха производственного процесса.

Ошибочным является мнение о том, что в связи со снижением дозы фунгицида с одной стороны снижается пестицидная нагрузка на культуру, но с другой — повышается резистентность патогена. Отличительной особенностью биопрепаратов является изменение биологии патогенов. Принцип работы схожий как и человека, при приеме пребиотиков, которые преобразуют патогенную микрофлору в условно-патогенную либо также как и у человека при приеме пребиотиков, они превращают патогенную микрофлору в условно-патогенный либо не патогенную микрофлору. Учеными опытным путем был доказан этот факт: после обработки Фитоспорином отмечалось прекращение образования спор возбудителями гельминтоспориоза и фузариоза, т.е. биопрепарат нарушал биологию патогена.

Страны-лидеры по площади зерновых культур, выращиваемых по стандартам organic

В пятерку лидеров входят: Австрия, Швеция, Эстония, Италия, Литва.

В зависимости от градации культур картина выглядит следующим образом.

Органическая пшеница в больших объемах выращивается в Австрии, Италии, Швеции.

Страны-лидеры по площадям овощных культур по стандартам organic: Люксембург, Исландия, Дания, Австрия, Канада.

На долю Люксембурга приходится почти 60% всех выращиваемых в мире органических овощных культур.

Фитосанитарные проблемы преследуют сельское хозяйство РФ

Специалисты ведут активную работу по созданию микробиологических препаратов:

секвенирование и депонирование в National Center for Biotechnology Information штаммов с фунгицидной и нематицидной активностью, перспективных для разработки на их основе новых биопрепаратов;
лабораторные образцы биопрепаратов;
лабораторные регламенты и технические условия;
регистрационные испытания биологического фунгицида комплексного действия для защиты зерновых и плодовых культур от экономически значимых болезней и т.д.

Здоровье растений начинается со здоровой почвы

CROP PRODUCTION RUSSIA 2020: Топ стратегических трендов растениеводства (часть 2)

Основные стратегии улучшения урожайности и восстановления почвы

Эксперт выделила две основных стратегии для получения здорового урожая и улучшения состояния почвы:

начинать работу следует именно с оздоровления почвы, повышения ее биологической активности, снижения остаточного количества пестицидов;
в обязательном порядке необходимо проводить обработку семян перед посадкой.

Развитие управляющих функций мозга ребёнка: полезные советы и упражнения для педагогов

Сертификат и скидка на обучение каждому участнику

Описание презентации по отдельным слайдам:

Биотехнология в сельском хозяйстве и экологии

Биотехнология в сельском хозяйстве — это промышленное использование биологических процессов и агентов на основе получения высоко — эффективных форм микроорганизмов, культур клеток и тканей растений и животных с заданными свойствами.

выведение сортов растений, устойчивых к вредителям и неблагоприятным факторам среды; разработка биологических средств борьбы с вредителями, использование их естественных врагов и паразитов, а также токсических продуктов, образуемых живыми организмами; повышение продуктивности сельскохозяйственных культур и их пищевой (кормовой) ценности. Современная биотехнология предлагает ряд решений, способных значительно облегчить решение ряда проблем:

Разработанные биопрепараты с успехом используются для лечения инфекционных заболеваний, в качестве кормовых добавок и заменителей цельного молока(ЗЦМ), силосных заквасок и прочее. Так, 1 т кормовых дрожжей позволяет получить 0,4- 0,6 т свинины, до 1,5 т мяса птиц, 25—30 тыс. яиц и сэкономить 5—7 т зерна. Это имеет большое народнохозяйственное значение, поскольку 80% площадей сельскохозяйственных угодий в мире отводятся для производства корма скоту и птице. Биотехнология и животноводство

Экологическая биотехнология подразумевает использование живых организмов для переработки опасных отходов и борьбы с загрязнением окружающей среды. Например, некоторые грибки применяются для нейтрализации токсичных побочных продуктов бумажной промышленности. Другие микроорганизмы, населяющие свалки ядовитых отходов, расщепляют такие соединения, как полихлорированные бифенилы, на безвредные соединения. Биотехнологи изучают механизмы, с помощью которых населяющие устья рек микроорганизмы могли бы очищать воду от химических загрязнений. Биотехнология в экономике

вносят в зараженную почву специализированные штаммы бактерий либо питательные вещества, стимулирующие активность уже присутствующих там микроорганизмов. Бактерии поглощают токсины и разлагают их до безвредных продуктов жизнедеятельности. После того, как весь запас токсических соединений переработан, численность популяции бактерий-очистителей возвращается к нормальному уровню, либо они умирают. Методы биоремедиации(биовосстановления)

Различные методы биоремедиации с помощью природных микроорганизмов используются для обезвреживания промышленных отходов перед их выбросом в окружающую среду, а также для очистки уже существующих загрязнений. В настоящее время несколько усовершенствованных систем очистки, использующих генетически модифицированные микроорганизмы, проходят тестирование на эффективность обезвреживания плохо поддающихся деградации соединений.

Читайте также: