№ 2 (2024)

Представлены результаты научных исследований, рассмотренных на заседаниях бюро Отделения сельскохозяйственных наук РАН в 2023 г. Основное внимание уделено состоянию и развитию отечественной селекции и семеноводства овощных культур; анализу генетических ресурсов растений Крыма для развития отечественной селекции плодовых, ягодных культур и винограда; лазерным и спектральным технологиям при производстве сельскохозяйственной продукции; инновационным технологиям биологической защиты животных; научному обеспечению предотвращения опустынивания земель; рациональному землепользованию в условиях природно-климатических и социальных вызовов; цифровизации пищевых систем; подготовке новой генерации молодых исследователей в области сельскохозяйственных наук.

Исследования проводили с целью определения влияния сроков некорневой подкормки удобрением Батр Цинк на высоту растений кукурузы, урожайность зеленой массы и зерна, элементы структуры урожая. Работу выполняли на черноземе обыкновенном карбонатном в зоне достаточного увлажнения Ставропольского края в 2021–2023 гг. Эффективность некорневой подкормки удобрением Батр Цинк (1,0 л/га) изучали на гибридах кукурузы Машук 220 МВ и Машук 355 МВ в фазе 5 и 8 листьев. Подкормки проводили на фоне без минеральных удобрений, а также при внесении азотного (N₃₀) и полного минерального (N₃₀P₃₀K₃₀) удобрения. Без применения минеральных удобрений некорневые подкормки кукурузы в фазе 5 или 8 листьев удобрением Батр Цинк в дозе 1,0 л/га способствовали увеличению высоты растений гибрида Машук 220 МВ в фазе цветения в среднем за 2021–2023 гг. на 14 и 16 см, Машук 355 МВ – на 17 и 23 см. В среднем за 3 года урожайность зеленой массы гибрида Машук 220 МВ возросла на 5,2 и 6,0 т/га (15,1 и 17,4 %), Машук 355 МВ – на 7,7 и 6,8 т/га (23,2 и 20,5 %), зерна – соответственно на 0,59 и 0,63 т/га (9,2 и 9,9 %), 0,83 и 0,74 т/га (12,9 и 11,5 %). Существенной разницы по урожаю зеленой массы и зерна между сроками подкормки не установлено. На фоне минеральных удобрений некорневые подкормки агрохимикатом Батр Цинк были неэффективны.

Исследования проводили с целью оценки общей и специфической комбинационной способности инбредных линий озимой ржи по высоте растений и выявления относительно короткостебельных гибридных комбинаций. Исходным материалом для скрещивания послужили 22 гомозиготные линии озимой ржи, несущие стерильную цитоплазму типа Пампа. В качестве тестеров использовали мужски фертильные гомозиготные линии mf Н-1423, mf Н-1247, mf Н-732 и mf Н-842, у которых высота растений составляла соответственно 122 см, 120 см, 102 см и 100 см. Тестовые скрещивания проводили на изолированных участках по схеме топкросса. Всего было получено 88 простых гибридов F1. Их испытание проводили на делянках 8,0 м² в 3-х повторениях. Средняя высота растений у гибридов F1 составила 129 см и варьировала от 114 см до 145 см. Наиболее короткостебельными оказались генотипы с участием тестера mf Н-732 и mf H-842, а наиболее высокорослыми – с участием тестера mf H-1423. В дисперсию признака высота растения существенный вклад вносили как общая (ОКС), так и специфическая (СКС) комбинационная способности. Существенно более высокой ОКС, по сравнению с другими линиями, обладали генотипы ms H-422 и ms H-1179, а более низкой – ms H-700 и ms H-1058. Среди тестеров достоверно более высокой, по сравнению с другими линиями-тестерами, ОКС характеризовались высокостебельные линии mf Н-1423 и mf H-1247, а более низкой – короткостебельные тестеры mf Н-732 и mf Н-842. Комбинации с участием короткостебельных тестеров составили группу наиболее короткостебельных гибридов, у которых высота растений варьировала от 114 до 120 см. Для практической селекции большую ценность представляют линии с низкими эффектами не только по ОКС, но и по СКС. Выделена линия ms Н-700, которая сочетала в себе оба эти признака.

Исследования проводили с целью оценки зависимости биохимических показателей зерна овса (сырой протеин, крахмал, масло и β-глюканы) от генотипа и погодных условий, а также выявления перспективных образцов для использования в селекционном процессе. В лесостепи Зауралья в 2021–2023 гг. оценивали 21 образец голозерного и 64 образца плёнчатого овса, которые наиболее активно используют в селекции Западной Сибири. В качестве стандарта для голозерных сортов выбран Тюменский голозерный, для плёнчатых – Отрада. На накопление сырого протеина и β-глюканов в зерне овса наибольшее влияние оказывал генотип (78…80 %); меньшее – погодные условия – 12…15 %, при минимальном взаимодействии этих факторов – 4…7 % (F_факт. > F_теор.). Содержание масла и крахмала на 85…86 % определяли сортовые особенности, на условия года приходилось – 3…6 % при (F_факт. > F_теор.). Влияние взаимодействия генотипа и погодных условий на содержание масла достигало 11 %. Установлена тесная положительная корреляция между содержанием протеина и масла в голозерном овсе (r=0,96; p=0,05), в плёнчатых образцах она была средней (r=0,25; p=0,05). Содержание β-глюканов имело обратную среднюю корреляцию с протеином в зерне плёнчатых генотипов (r= –0,38), у голозёрных она отсутствовала. Между содержанием β-глюканов и масла наблюдали отрицательную корреляцию (r= –0,32; p=0,05) в плёнчатых образцах. Для введения в селекционный процесс с целью повышения содержания крахмала (60,1…62,3 %) можно рекомендовать сорта Вятский (14960), MF 9521–281 (15096), MF9714–32 (15227), Прогресс (15339), Королёк (15461); β-глюканов (6,1…6,3 %) – Ровесник (14365), Аргамак (14648), Neklan (14936), Конкур (15068); Ozon (15473); протеина (16,1…17,5 %) – Ровесник (14365), Першерон (15275), Помор (15117), Тайдон (15183); масла (6,1…7,4 %) – Сапсан (15444), Пегас (15114), Петрович (15691).

Исследования проводили с целью детального метаболомного анализа методом тандемной масс-спектрометрии сорта сои Локус, отобранного из коллекции Федерального научного центра агробиотехнологий Дальнего Востока им. А. К. Чайки, для идентификации полифенольного состава семян и определения других химических групп в составе семени. Результаты тандемной масс-спектрометрии были дополнительно подкреплены визуальными данными, впервые полученными методом лазерной микроскопии. Объект исследования – семена сорта сои Локус. Эксперименты проводили на лазерном конфокальном микроскопе CLSM-800, масс-спектрометрию биологически активных веществ осуществляли с использованием ионной ловушки amaZon SL. В результате лазерной микроскопии отмечено богатое присутствие в семенах сои сорта Локус соединений полифенольного комплекса. Фенольные соединения сои пространственно расположены преимущественно в семенной кожуре и наружном слое семядолей. Антоцианов особенно много в палисадном слое. Эта информация может быть полезна для быстрой оценки сортов для селекции и селекции в отношении этих соединений. Полифенольные вещества сои, в частности антоцианы, пространственно локализованы преимущественно в семенной кожуре сои. Методом тандемной масс-спектрометрии идентифицировано присутствие 59 соединений, из них 35 входят в группу полифенольных. В экстрактах семян сои сорта Локус впервые идентифицировано 15 соединений, в том числе флавоны апигенин, акацетин, цирсимаритин; тетрагидроксифлавон аромадендрин 7-О-рамнозид; флавонолы изорамнетин, гексозид дигидрокемпферола; лигнан медиоресинол; флаван-3-олы эпиафзелехин, катехин, эпикатехин, кумарин томентин и др. Полученные данные помогут интенсифицировать будущие исследования по разработке и производству новых лекарственных препаратов, биологически активных и пищевых добавок, а также различных продуктов функционального и специализированного назначения, содержащих целевые экстракты сои.

Цель исследований – оценить интенсивность поглощения световой энергии культурами севооборота в течение вегетационного периода и определить количество атмосферного углерода, поглощенного в процессе фотосинтеза. В длительном стационарном опыте изучали поглощение фотосинтетически активной радиации (ФАР) посевами клевера лугового 2 года пользования и яровой пшеницей в вариантах без удобрений и при внесении N₆₀P₆₀K₆₀. Для оценки интенсивности поглощения световой энергии использовали показатели содержания хлорофилла А, хлорофилла В и каротина, которые служат фоторецепторами-пигментами фотосинтеза у высших растений. Наиболее активный период поглощения ФАР листьями клевера лугового отмечали с фазы стеблевания до цветения, сумма хлорофилла А и В в листьях составляла 11,08…14,32 мг/г сухой массы, каротина – 2,2…3,3 мг/г сухой массы. В процессе фотосинтеза содержание углерода в листьях клевера варьировало в интервале 40,4…45,5 %. Содержания основных продуктов фотосинтеза – сахаров снижалось с 9,8 % в фазе стеблевания до 3,4 % в период формирования семян. Наиболее интенсивно процесс фотосинтеза яровой пшеницы проходил в период от фазы кущения до начала созревания, содержание хлорофилла составляло 9,14…11,90 мг/г сухой массы, каротина было в 2,5…4,3 раза ниже. Больше всего сахаров отмечали в начале выхода в трубку: без удобрений – 15,3 %, при внесении NPK по 60 кг д. в./га – 17,2 %. Количество углерода, поглощенного посевами клевера лугового в процессе фотосинтеза за вегетационный период в зависимости от вариантов опыта, составляло 2,26…2,42 т/га (8,09…8,66 т/га СО₂), яровой пшеницы – 1,49…1,93 т/га (5,33…6,90 т/га СО₂).

Исследования проводили с целью сравнительной оценки аллелофонда новоалтайской породы лошадей и пород, участвовавших в её создании. В экспериментальную выборку было включено 5736 лошадей, в том числе 363 новоалтайской породы, 39 алтайской, 159 литовской тяжелоупряжной, 617 русской тяжеловозной, 288 советской тяжеловозной, 4177 орловской рысистой, 93 будённовской. Выполняли генетико-популяционный анализ с определением следующих показателей: общее число аллелей в 17 локусах, среднее число аллелей на локус, уровень полиморфности, наблюдаемая и ожидаемая гетерозиготность, коэффициенты внутрипопуляционного инбридинга, генетического сходства и генетических дистанций. Наибольшим уровнем генетического разнообразия (154 аллеля) и полиморфности (Ае=4,909) характеризовались лошади новоалтайской породы. Анализ генетической дифференциации показал отсутствие внутрипопуляционного инбридинга в группах алтайской, литовской тяжёлоупряжной и будённовской пород. Когорты животных новоалтайской, орловской рысистой, русской и советской тяжеловозных пород отличались незначительным дефицитом гетерозигот. Для лошадей новоалтайской и тяжеловозных пород характерна высокая частота встречаемости аллеля HTG6 О, алтайской породы – HTG4 М. У новоалтайской лошади выявлен ряд локусов, идентичных по спектру аллелей с алтайской, русской и советской тяжеловозными породами. Кластерный анализ продемонстрировал высокий уровень генетического сходства лошадей новоалтайской породы с русской тяжеловозной (0,903) и алтайской (0,899) породами. с использованием новых сведений о лошадях изученных семи пород, позволяющих контролировать биоразнообразие и генетическое сходство популяций, сохранение оригинальности и гетерогенности аллелофонда лошадей разных пород, можно усовершенствовать селекционные программы в коневодстве.

Наиболее капиталоемкий и нагруженный узел доильной установки Карусель – вращающаяся платформа, которая несет на себе большую механическую нагрузку. Ее собственная масса в сумме с массой перемещаемых животных может достигать 1200 кг на одно доильное место и более. Для снижения трения в колесных системах высоконагруженных транспортных средств, крупногабаритных узлах и механизмах машин и оборудования, в том числе в сельскохозяйственных машин и агрегатов, перспективно использование технологии магнитного подвеса. Исследование проводили с целью разработки новой технологической схемы левитирующей вращающейся доильной платформы Карусель на принципах магнитной левитации. Создание принципиально новой ресурсосберегающей конструкции доильной платформы Карусель на принципах магнитной левитации с целью повышения ее надежности и снижения эксплуатационных затрат из-за исключения износа движителей системы «рельс-колесо» возможно. Предложена новая схема вращающейся доильной платформы Карусель с использованием технологии магнитного подвеса на постоянных магнитах без применения колесных движителей. Выполнен ее силовой расчет в основном режиме установившегося движения при полном заполнении платформы животными и частичном заполнении в начале и конце цикла доения животных с получением основных уравнений для определения необходимых сил отталкивания в горизонтальных и вертикальных магнитных сборках, обеспечивающих магнитную левитацию (подвес) и боковую стабилизацию (центрирование) вращающейся платформы.

Исследования проводили в 2018–2022 гг. в Самарской области с целью выявления влияния параметров углеводно-амилазного комплекса и содержания белка в зерне на хлебопекарные свойства для использования наиболее информативных показателей в селекции озимой ржи. Материалом служили 4 сорта – Саратовская 7, Безенчукская 87, Безенчукская 110, Антарес, и 3 перспективные линий – ГК-80, ГКНП-3, ГКНП-4. Почва – чернозем обыкновенный, среднемощный, среднесуглинистый, предшественник – чистый пар. Величины основных параметров, влияющих на реологические свойства ржаного теста и хлебопекарную оценку, достигали следующих значений: «число падения» – 188…255 с, максимальная вязкость на амилографе – 424…570 е.ам. Связь между высотой аммилограммы и «числом падения» в 2019, 2020 и 2022 гг. была тесная положительная (r=0,89…0,95). В 2020 и 2021 гг. наблюдали положительную корреляцию между высотой амилограммы и объемным выходом хлеба (r=0,82…0,82), а число падения положительно коррелировало с объемным выходом хлеба (r=0,65; r=0,76). Наибольшее содержание водорастворимых пентозанов в зависимости от сорта отмечали в 2019 г. – 2,70…3,55 %, в этот год так же наблюдали самый высокий объем хлеба (520…655 см³) и положительную связь между величинами этих показателей (r=0,72). Взаимосвязь между содержанием пентозанов и «числом падения» была положительной в 2019, 2020 и 2022 гг. (r=0,70…0,80). Содержание белка положительно коррелировало с объемным выходом хлеба (r=0,75…0,80) только в 2018 и 2019 гг. Установлена отрицательная корреляционная зависимость между содержанием белка и высотой амилограммы (r= –0,82…-0,78). Между содержанием белка и числом падения в 2019, 2020 в 2022 гг. связь была отрицательной (r= –0,84…-0,67). При стабилизации белка на приемлемом уровне 12,0…12,8 % отбор сортов озимой ржи на хлебопечение необходимо вести сопряженную селекцию по высоте амилограммы и «числу падения».